Съставните части на географската обвивка се наричат. Структурата на географската обвивка
Земята включва няколко концентрични черупки. Географска обвивканаречена специална обвивка на Земята, където горната част на литосферата, долната част на атмосферата и хидросферата влизат в контакт и взаимодействат, в границите на които се развиват живи организми.Както вече беше отбелязано, от планетите на Слънчевата система географската обвивка е характерна само за Земята.
Точните граници на географската обвивка не са точно определени. Общоприето е, че той се простира нагоре до "озоновия екран", тоест до височина от 25 км.Хидросферата е включена в географската обвивка като цяло, а литосферата - само с горните си слоеве, до дълбочина от няколко километра. По този начин, в нейните граници географската обвивка почти съвпада с биосферата.
Специфичните особености на географската обвивка са голямо разнообразие от материален състав и видове енергия, наличие на живот, съществуване на човешко общество.
Съществуването и развитието на географската обвивка е свързано с редица закономерности, основните от които са цялостност, ритъми зониране.
Целостта на географската обвивкапоради взаимното проникване един в друг на съставните му части. Промяната на един от тях променя останалите. Пример са кватернерните заледявания. Охлаждането на климата доведе до образуването на слоеве сняг и лед, които покриха северните части на Евразия и Северна Америка. В резултат на заледяването възникват нови форми на релефа, променят се почвите, растителността и животинският свят.
Проява целостта на географската обвивкае кръвоносна система. Всички черупки на Земята са обхванати от голям воден цикъл. В процеса на биологичния кръговрат зелените растения преобразуват енергията на Слънцето в енергията на химичните връзки. От неорганични вещества ( CO2и H2O) се образуват органични (нишесте). Животните, които нямат тази способност, използват готови органични вещества, като ядат растения или други животни. Микроорганизмите разрушават органичната материя на мъртвите растения и животни до прости съединения. Растенията ще ги използват отново.
Повторението във времето на определени природни явления се нарича ритъм. Има ритми с различна продължителност. Най-очевидният ежедневнои сезонен ритъм.Дневният ритъм се дължи на движението на Земята около нейната ос, сезонният ритъм се дължи на орбиталното движение. В допълнение към дневните и годишните ритми има и по-дълги ритми, или цикли. И така, в неоген-кватернерното време епохите на ледникови и междуледникови периоди многократно се редуваха. В историята на Земята се разграничават няколко цикъла на планиностроителни процеси.
Зониранеедна от основните закономерности на географ 
физическа обвивка. Той се проявява в подреден модел от природни компоненти, докато се движи от полюсите към екватора. Зонирането се основава на неравномерното количество слънчева топлина и светлина, получено от различните части на земната повърхност. Много компоненти на природата са обект на зоналност: климат, земни води, малки форми на релефа, образувани от действието на външни сили, почви, растителност, дива природа. Проявите на външните сили на Земята, характеристиките на движението и структурата на земната кора и свързаното с това разположение на големите земни форми не се подчиняват на закона за зоналност.
Имате ли някакви въпроси? Искате ли да научите повече за географската обвивка на Земята?
За да получите помощта на преподавател - регистрирайте се.
Първият урок е безплатен!
сайт, с пълно или частично копиране на материала, връзката към източника е задължителна.
Географската обвивка на земята или ландшафтната обвивка, сферата на взаимно проникване и взаимодействие на литосферата, атмосферата, хидросферата и биосферата. Характеризира се със сложен състав и структура. Вертикалната дебелина на географската обвивка е десетки километри. Целостта на географската обвивка се определя от непрекъснатия обмен на енергия и маса между сушата и атмосферата, Световния океан и организмите. Природните процеси в географската обвивка се осъществяват благодарение на лъчистата енергия на Слънцето и вътрешната енергия на Земята. В рамките на географската обвивка човечеството е възникнало и се развива, черпейки ресурси от черупката за своето съществуване и оказвайки й влияние.
Горната граница на географската обвивка трябва да се проведе по стратопаузата, т.к. до този момент топлинният ефект на земната повърхност върху атмосферните процеси влияе. Границата на географската обвивка в литосферата се комбинира с долната граница на областта на хипергенезата. Понякога подножието на стратисферата, средната дълбочина на сеизмични или вулканични източници, основата на земната кора и нивото на нулевите годишни температурни амплитуди понякога се приемат като долна граница на географската обвивка. Така географската обвивка покрива напълно хидросферата, спускайки се в океана на 10-11 km под повърхността на Земята, горната зона на земната кора и долната част на атмосферата (слой с дебелина 25-30 km). Най-голямата дебелина на географската обвивка е близо 40 km.
Качествените разлики между географската обвивка и другите черупки на Земята са както следва. Географската обвивка се формира под въздействието както на земните, така и на космическите процеси; изключително богат е на различни видове свободна енергия; веществото присъства във всички агрегатни състояния; степента на агрегиране на материята е изключително разнообразна - от свободни елементарни частици - от атоми, йони, молекули до химични съединения и най-сложни биологични тела; концентрацията на топлина, идваща от слънцето; присъствието на човешкото общество.
Основните веществени компоненти на географската обвивка са скалите, изграждащи земната кора във форма – релеф), въздушни маси, водни натрупвания, почвена покривка и биоценози; в полярните ширини и високите планини ролята на ледените натрупвания е съществена.
Основните енергийни компоненти са гравитационната енергия, вътрешната топлина на Земята, лъчистата енергия на Слънцето и енергията на космическите лъчи. Въпреки ограничения набор от компоненти, техните комбинации могат да бъдат много разнообразни; зависи и от броя на термините, включени в комбинацията, и от техните вътрешни вариации, тъй като всеки компонент също е много сложна природна комбинация и, най-важното, от естеството на тяхното взаимодействие и взаимоотношения, т.е. от географската структура.
Географската обвивка има следните важни характеристики:
1) целостта на географската обвивка, дължаща се на непрекъснатия обмен на материя и енергия между нейните съставни части, тъй като взаимодействието на всички компоненти ги свързва в единна материална система, в която промяната дори в една връзка води до свързана промяна в всички останали.
2) Наличието на циркулация на веществата и свързаната с него енергия, което осигурява повторяемостта на едни и същи процеси и явления и тяхната висока обща ефективност с ограничен обем на изходното вещество, участващо в тези процеси. Сложността на циклите е различна: някои от тях са механични движения (циркулация на атмосферата, система от морски повърхностни течения), други са придружени от промяна в агрегатното състояние на материята (циркулация на водата на Земята), трето, нейната химическа трансформация също възниква (биологична циркулация). Циклите обаче не са затворени и разликите между началния и крайния им етап свидетелстват за развитието на системата.
3) Ритъм, т.е. повторение във времето на различни процеси и явления. Дължи се главно на астрономически и геоложки причини. Има дневен ритъм (смяна на деня и нощта), годишен (смяна на сезоните), вътрешносветов (например цикли от 25-50 години, наблюдавани при колебания на климата, ледници, нива на езера, речен поток и др.) , свръхсекуларни (например промяна на всеки 1800-1900 години на фаза на хладно-влажен климат с фаза на сух и топъл), геоложки (каледонски, херцински, алпийски цикли от 200-240 милиона години всеки), и т.н. Ритмите, подобно на циклите, не са затворени: състоянието, което е било в началото на ритъма, не се повтаря в края.
4) Непрекъснатост на развитието на географската обвивка, като вид интегрална система под въздействието на противоречивото взаимодействие на екзогенни и ендогенни сили. Последиците и особеностите на това развитие са: а) териториална диференциация на повърхността на сушата, океана и морското дъно на зони, които се различават по вътрешни характеристики и външен вид (ландшафти, геокомплекси); определя се от пространствени промени в географската структура; специални форми на териториална диференциация - географска зоналност б) полярна асиметрия, т. е. значителни различия в характера на географската обвивка на северното и южното полукълбо; се проявява в разпределението на сушата и морето (по-голямата част от сушата в Северното полукълбо), климата, състава на флората и фауната, в природата на ландшафтните зони и др.; в) хетерохронност или метахронизъм на развитието на географската обвивка, дължаща се на пространствената разнородност на природата на Земята, в резултат на което в един и същи момент различни територии се намират или в различни фази на еднакво насочен еволюционен процес, или се различават едно от друго по посока на развитие (примери: древното заледяване в различни райони на Земята е започнало и завършило по едно и също време, в едни географски райони климатът става по-сух, в други едновременно – по-влажен и т.н.).
Географската обвивка е обект на изучаване на физическата география.
21.1. Концепцията за географска обвивка
Географската обвивка е интегрална непрекъсната приповърхностна част на Земята, в която литосферата, хидросферата, атмосферата и живата материя влизат в контакт и взаимодействат. Това е най-сложната и разнообразна материална система на нашата планета. Географската обвивка включва цялата хидросфера, долния слой на атмосферата, горната част на литосферата и биосферата, които са нейните структурни части.
Географската обвивка няма ясни граници, така че учените ги провеждат по различни начини. Обикновено за горна граница се приема озоновият екран, разположен на надморска височина около 25–30 km, където се задържа по-голямата част от ултравиолетовата слънчева радиация, която има пагубен ефект върху живите организми. В същото време основните процеси, които определят времето и климата, а оттам и формирането на ландшафта, се случват в тропосферата, чиято височина варира в географски ширини от 16–18 km близо до екватора до 8 km над полюсите. Основата на изветрителната кора най-често се счита за долната граница на сушата. Тази част от земната повърхност е подложена на най-силни промени под въздействието на атмосферата, хидросферата и живите организми. Максималната му мощност е около един километър. Така общата дебелина на географската обвивка на сушата е около 30 km. В океана дъното на географската обвивка се счита за нейно дъно.
Все пак трябва да се отбележи, че най-големи различия между учените има по отношение на положението на долната граница на географската обвивка. По този въпрос можем да дадем пет-шест гледни точки със съответните обосновки. В същото време границата се прокарва на дълбочини от няколкостотин метра до десетки и дори стотици километри и по различни начини в рамките на континентите и океаните, както и в различни части на континентите.
Няма единство по отношение на името на географската обвивка. За неговото обозначаване са предложени следните термини: ландшафтна обвивка или сфера, географска сфера или среда, биогеносфера, епигеосфера и редица други. Понастоящем обаче повечето географи се придържат към имената и границите на географската обвивка, която сме дали.
Идеята за географска обвивка като специално природно образувание е формулирана в науката през 20 век. Основната заслуга в развитието на тази идея принадлежи на академик А. А. Григориев. Той също така разкри основните характеристики на географската обвивка, които са както следва:
В сравнение с недрата на Земята и останалата част от атмосферата, географската обвивка се характеризира с по-голямо разнообразие на материалния състав, както и енергията, постъпваща в нечовешките форми и формите на тяхната трансформация.
Веществото в географската обвивка е в три агрегатни състояния (извън нея преобладава едно агрегатно състояние).
Всички процеси тук протичат както от слънчеви, така и от вътреземни енергийни източници (извън географската обвивка - главно благодарение на един от тях), като слънчевата енергия категорично преобладава.
Веществото в географска обвивка има широк спектър от физически характеристики (плътност, топлопроводимост, топлинен капацитет и др.). Само тук е животът. Географската обвивка е арена на човешкия живот и дейност.
5. Общият процес, който свързва сферите, изграждащи географската обвивка, е движението на материята и енергията, което се осъществява под формата на цикли на материята и в промени в компонентите на енергийните баланси. Всички цикли на материята протичат с различна скорост и на различни нива на организация на веществото (макро ниво, микро нива на фазови преходи и химични трансформации). Част от енергията, влизаща в географската обвивка, се запазва в нея, другата част в процеса на циркулация на веществата напуска планетата, като преди това е претърпяла редица трансформации.
Географската обвивка се състои от компоненти. Това са определени материални образувания: скали, вода, въздух, растения, животни, почви. Компонентите се различават по агрегатно състояние (твърди, течни, газообразни), ниво на организация (неживи, живи, биоинертни - комбинация от живи и неживи, което включва почвата), химичен състав, а също и по степен на активност. Според последния критерий компонентите се разделят на устойчиви (инертни) - скали и почви, подвижни - вода и въздух и активни - жива материя.
Понякога частичните обвивки се разглеждат като компоненти на географската обвивка - литосфера, атмосфера, хидросфера и биосфера. Това не е напълно правилна идея, тъй като не цялата литосфера и атмосферата са част от географската обвивка, а биосферата не образува пространствено изолирана обвивка: това е зоната на разпространение на живата материя в част от други черупки .
Географската обвивка географски и по обем почти съвпада с биосферата. Няма обаче единна гледна точка относно връзката между биосферата и географската обвивка. Някои учени смятат, че понятията "биосфера" и "географска обвивка" са много близки или дори идентични. В тази връзка бяха направени предложения терминът „географска обвивка” да бъде заменен с термина „биосфера” като по-разпространен и познат на широката публика. Други географи разглеждат биосферата като определен етап от развитието на географската обвивка (в нейната история се разграничават три основни етапа: геоложки, биогенен и съвременен антропогенен). Според третия термините "биосфера" и "географска обвивка" не са идентични, тъй като понятието "биосфера" се фокусира върху активната роля на живата материя в развитието на тази обвивка и този термин има специална биоцентрична ориентация. Очевидно трябва да се съгласим с последния подход.
Сега географската обвивка се разглежда като система, а системата е сложна (състояща се от много материални тела), динамична (непрекъснато променяща се), саморегулираща се (имаща определена
стабилна стабилност) и отворен (непрекъснат обмен на материя, енергия и информация с околната среда).
Географската обвивка е разнородна. Има многостепенна вертикална структура, състояща се от отделни сфери. Веществото се разпределя в него по плътност: колкото по-висока е плътността на веществото, толкова по-ниско е разположено. В същото време географската обвивка има най-сложната структура при контакта на сферите: атмосферата и литосферата (повърхността на сушата), атмосферата и хидросферата (повърхностните слоеве на Световния океан), хидросферата и литосферата (дъното на Световния океан), както и в крайбрежната ивица на океана, където хидросферата е в контакт, литосферата и атмосферата. С отдалечаване от тези контактни зони структурата на географската обвивка се опростява.
Вертикалната диференциация на географската обвивка послужи като основа за известния географ Ф. Н. Милков да отдели ландшафтна сфера вътре в тази обвивка - тънък слой на пряк контакт и активно взаимодействие на земната кора, атмосферата и водната обвивка. Ландшафтната сфера е биологичният фокус на географската обвивка. Дебелината му варира от няколко десетки метра до 200–300 m. ). Най-често срещаният от тях е водно-повърхностен. Той включва 200-метров повърхностен слой вода и слой въздух с височина 50 м. Съставът на наземната версия на ландшафтната сфера, по-добре проучена от другите, включва повърхностен слой въздух с височина 30–50 м, растителност с обитаващият го животински свят, почва и съвременна кора на изветряне. Така ландшафтната сфера е активното ядро на географската обвивка.
Географската обвивка е разнородна не само във вертикална, но и в хоризонтална посока. В тази връзка той е разделен на отделни природни комплекси. Диференциацията на географската обвивка на природни комплекси се дължи на неравномерното разпределение на топлината в различните й части и разнородността на земната повърхност (наличието на континенти и океански депресии, планини, равнини, възвишения и др.). Най-големият природен комплекс е самата географска обвивка. Географските комплекси включват също континенти и океани, природни зони (тундра, гори, степи и др.), Както и регионални природни образувания, като Източноевропейската равнина, пустинята Сахара, Амазонската низина и др. Малките природни комплекси са ограничени до отделни хълмове, техните склонове, речни долини и отделни техни участъци (канал, заливна низина, заливни тераси) и други мезо- и микроформи на релефа. Колкото по-малък е природният комплекс, толкова по-еднородни са природните условия в него. Така цялата географска обвивка има сложна мозаечна структура, тя се състои от природни комплекси от различен ранг.
Географската обвивка е преминала през дълга и сложна история на развитие, която може да бъде разделена на няколко етапа. Предполага се, че първичната студена Земя се е образувала, подобно на други планети, от междузвезден прах и газове преди около 5 милиарда години. В прегеологичния период от развитието на Земята, завършил преди 4,5 милиарда години, се е случило нейното натрупване, повърхността е била бомбардирана от метеорити и е преживяла мощни приливни колебания от близката Луна. Тогава не е съществувала географската обвивка като комплекс от сфери.
Първият - геоложкият етап от развитието на географската обвивка започва заедно с ранния геоложки етап от развитието на Земята (преди 4,6 милиарда години) и обхваща цялата й предкамбрийска история, продължаваща до началото на фанерозоя (570 г. преди милиони години). Това е периодът на образуване на хидросферата и атмосферата по време на дегазацията на мантията. Концентрацията на тежки елементи (желязо, никел) в центъра на Земята и нейното бързо въртене предизвикаха възникването на мощно магнитно поле около Земята, предпазващо земната повърхност от космическата радиация. Дебели слоеве от континенталната кора възникват заедно с първичната океанска и до края на етапа континенталната кора започва да се разделя на плочи и заедно с получената млада океанска кора започва да се движи през вискозната астеносфера.
На този етап, преди 3,6–3,8 милиарда години, във водната среда се появяват първите признаци на живот, който до края на геоложкия етап завладява океанските пространства на Земята. По това време органичната материя все още не е играла важна роля в развитието на географската обвивка, както сега.
Вторият етап от развитието на географската обвивка (от 570 милиона до 40 хиляди години) включва палеозоя, мезозоя и почти целия кайнозой. Този етап се характеризира с образуването на озонов екран, формирането на съвременната атмосфера и хидросфера, рязък качествен и количествен скок в развитието на органичния свят и началото на почвообразуването. Освен това, както и в предишния етап, периодите на еволюционно развитие се редуваха с периоди с катастрофален характер. Това се отнася както за неорганичната, така и за органичната природа. По този начин периодите на спокойна еволюция на живите организми (хомеостаза) бяха заменени с периоди на масово измиране на растения и животни (четири такива периода бяха регистрирани по време на разглеждания етап).
Третият етап (преди 40 хиляди години - нашето време) започва с появата на съвременния Хомо сапиенс, по-точно с началото на забележимо и все по-голямо въздействие на човека върху неговата естествена среда 1 .
В заключение трябва да се каже, че развитието на географската обвивка протича по линията на усложняване на нейната структура, придружено от процеси и явления, които все още са далеч от познатите на човека. Както успешно отбеляза в това отношение един от географите, географската обвивка е единичен уникален обект с мистериозно минало и непредсказуемо бъдеще.
21.2. Основните закономерности на географската обвивка
Географската обвивка има редица общи модели. Те включват: цялостност, ритъм на развитие, хоризонтална зоналност, азоналност, полярна асиметрия.
Целостта е единството на географската обвивка, поради тясната връзка на съставните й компоненти. Освен това географската обвивка не е механична сума от компоненти, а качествено ново образувание, което има свои собствени характеристики и се развива като цяло. В резултат на взаимодействието на компонентите в природните комплекси се осъществява производството на жива материя и се образува почвата. Промяната в природния комплекс на един от компонентите води до промяна в останалите и природния комплекс като цяло.
Могат да се цитират много примери в подкрепа на това. Най-яркият от тях за географската обвивка е примерът с появата на течението Ел Ниньо в екваториалната част на Тихия океан.
Тук обикновено духат пасати и морските течения се движат от бреговете на Америка към Азия. Въпреки това, с интервал от 4-7 години, ситуацията се променя. Ветровете по неизвестни причини променят посоката си на противоположна, насочвайки се към бреговете на Южна Америка. Под тяхно влияние възниква топло течение Ел Ниньо, което изтласква студените води на Перуанското течение, богато на планктон, от крайбрежието на континента. Това течение се появява край бреговете на Еквадор в диапазона 5 - 7 ° ю.ш. ш., измива бреговете на Перу и северната част на Чили, прониквайки до 15 ° ю.ш. ш., а понякога и на юг. Това обикновено се случва в края на годината (името на течението, което обикновено се случва около Коледа, означава „бебе“ на испански и идва от бебето Христос), продължава 12-15 месеца и е съпроводено с катастрофални последици за Южна Америка : обилни валежи под формата на проливни дъждове, наводнения, развитие на кални потоци, свлачища, ерозия, размножаване на вредни насекоми, напускане на риба от брега поради пристигането на топли води и др. Към днешна дата зависимостта на разкрити са метеорологичните условия в много региони на нашата планета по течението Ел Ниньо: необичайни проливни дъждове в Япония, тежки суши в Южна Африка, суши и горски пожари в Австралия, жестоки наводнения в Англия, обилни зимни валежи в Източното Средиземноморие. Появата му засяга и икономиката на много страни, предимно производството на селскостопански култури (кафе, какаови зърна, чай, захарна тръстика и др.) и риболова. Най-силен през миналия век е Ел Ниньо през 1982–1983 г. Смята се, че през това време течението е причинило на световната икономика материални щети в размер на около 14 милиарда долара и е довело до смъртта на 20 хиляди души.
Други примери за проявление на целостта на географската обвивка са показани на схема 3.
Целостта на географската обвивка се постига чрез циркулацията на енергия и материя. Енергийните цикли се изразяват чрез баланси. За географската обвивка най-характерни са радиационният и топлинният баланс. Що се отнася до циклите на материята, в тях участва материята на всички сфери на географската обвивка.
Циклите в географската обвивка са различни по своята сложност. Някои от тях, например циркулацията на атмосферата, системата на морските течения или движението на маси в недрата на Земята, са механични движения, други (водния цикъл) са придружени от промяна в агрегатното състояние на материя, а други (биологичен кръговрат и изменения на материята в литосферата) са химични трансформации.
В резултат на циклите в географската обвивка възниква взаимодействие между частните обвивки, при което те обменят материя и енергия. Понякога се твърди, че атмосферата, хидросферата и литосферата се проникват една в друга. Всъщност това не е така: не геосферите се проникват една в друга, а техните компоненти. Така твърдите частици на литосферата навлизат в атмосферата и хидросферата, въздухът прониква в литосферата и хидросферата и т.н. Частиците материя, които са паднали от една сфера в друга, стават неразделна част от последната. Водата и твърдите частици на атмосферата са нейните съставни части, точно както газовете и твърдите частици във водните тела принадлежат към хидросферата. Наличието на вещества, които са паднали от една черупка в друга форма, в една или друга степен, свойствата на тази черупка.
Типичен пример за кръговрат, който свързва всички структурни части на една географска обвивка, е водният цикъл. Известни са общите, глобалните и частните цикли: океан - атмосфера, континент - атмосфера, вътрешноокеански, вътрешноатмосферни, вътрешноземни и т.н. Всички водни цикли възникват поради механичното движение на огромни маси вода, но много от тях - между различни сфери, са придружени от фазови преходи вода или се случват с участието на някои специфични сили, като повърхностно напрежение. Глобалният кръговрат на водата, обхващащ всички сфери, се съпровожда освен това и от химическите преобразувания на водата - навлизането на нейните молекули в минерали, в организми. Пълният (глобален) воден цикъл с всички негови отделни компоненти е добре представен в схемата на Л. С. Абрамов (фиг. 146). Общо има 23 цикъла на циркулация на влага.
Целостта е най-важната географска закономерност, върху познаването на която се основава теорията и практиката на рационалното управление на природата. Отчитането на тази закономерност позволява да се предвидят възможни промени в природата, да се даде географска прогноза за резултатите от човешкото въздействие върху природата, да се извърши географско изследване на проекти, свързани с икономическото развитие на определени територии.
ориз. 146. Пълен и частичен кръговрат на водата в природата
Географската обвивка се характеризира с ритъма на развитие - повторението във времето на определени явления. Има две форми на ритъм: периодичен и цикличен. Под периоди разбирайте ритми с еднаква продължителност, под цикли - променлива продължителност. В природата съществуват ритми с различна продължителност - дневни, вътрешносветски, многовековни и свръхсветски, имащи различен произход. Проявявайки се едновременно, ритмите се наслагват един върху друг, в някои случаи се засилват, в други - взаимно се отслабват.
Ежедневният ритъм, дължащ се на въртенето на Земята около оста си, се проявява в промените в температурата, налягането, влажността на въздуха, облачността, силата на вятъра, в явленията на приливи и отливи, циркулацията на бриза, във функционирането на живите организми и в редица други явления. Дневният ритъм на различните географски ширини има своя специфика. Това се дължи на продължителността на осветяването и височината на Слънцето над хоризонта.
Годишният ритъм се проявява в смяната на сезоните, в образуването на мусоните, в промяната на интензивността на екзогенните процеси, както и в процесите на почвообразуване и разрушаване на скалите, сезонността в стопанската дейност на човека. В различните природни региони се разграничава различен брой сезони. И така, в екваториалната зона има само един сезон на годината - горещ и влажен, в саваните има два сезона: сух и влажен. В умерените ширини климатолозите дори предлагат да се разграничат шест сезона на годината: в допълнение към добре познатите четири, още два - предзима и предпролет. Предзимният период е периодът от момента, в който средната дневна температура премине през есента 0°C до установяването на стабилна снежна покривка. Предпролетта започва с началото на топенето на снежната покривка до пълното й изчезване. Както се вижда, годишният ритъм е най-добре изразен в умерения пояс и много слабо в екваториалния пояс. Сезоните на годината в различните региони могат да имат различни имена. Едва ли е законно да се отделя зимният сезон на ниски географски ширини. Трябва да се има предвид, че причините за годишния ритъм са различни в различните природни райони. И така, в субполярните ширини се определя от светлинния режим, в умерените ширини - от хода на температурите, в субекваториалните ширини - от режима на влага.
От интрасекуларните ритми най-ясно са изразени 11-годишните ритми, свързани с промените в слънчевата активност. Той има голямо влияние върху земното магнитно поле и йоносфера и чрез тях върху много процеси в географската обвивка. Това води до периодични промени в атмосферните процеси, по-специално до задълбочаване на циклоните и укрепване на антициклоните, колебания в речния поток и промени в интензивността на седиментацията в езерата. Ритмите на слънчевата активност влияят върху растежа на дървесните растения, което се отразява в дебелината на техните годишни пръстени, допринасят за периодични огнища на епидемични заболявания, както и масовото размножаване на вредители по горите и културите, включително скакалци. Както известният хелиобиолог A.L. Чижевски, 11-годишните ритми засягат не само развитието на много природни процеси, но и организма на животните и хората, както и техния живот и дейност. Интересно е да се отбележи, че някои геолози сега свързват тектоничната активност със слънчевата активност. Сензационно изявление по този въпрос беше направено на Международния геологически конгрес, проведен през 1996 г. в Пекин. Служители на Института по геология на Китай разкриха цикличността на земетресенията в източната част на страната им. Точно на всеки 22 години (удвоен слънчев цикъл) в тази област има смущение на земната кора. Предшества се от активност на слънчевите петна. Учените са изучавали исторически хроники от 1888 г. насам и са намерили пълно потвърждение на заключенията си относно 22-годишните цикли на активност на земната кора, водещи до земетресения.
Вековните ритми се проявяват само в отделни процеси и явления. Сред тях ритъмът с продължителност 1800–1900 години, установен от A.V. Шнитников. В него се разграничават три фази: трансгресивна (на хладно-влажен климат), развиваща се бързо, но кратко (300–500 години); регресивен (сух и топъл климат), развиващ се бавно (600 - 800 години); преходен (700–800 години). В трансгресивната фаза заледяването на Земята се засилва, речният отток се увеличава и нивото на езерата се повишава. В регресивната фаза ледниците, напротив, се оттеглят, реките стават плитки и нивото на водата в езерата намалява.
Разглежданият ритъм е свързан с промяна в приливно-образуващите сили. Приблизително на всеки 1800 години Слънцето, Луната и Земята са в една равнина и на една и съща права линия, като разстоянието между Земята и Слънцето става най-малко. Приливните сили достигат максималната си стойност. В Световния океан движението на водата във вертикална посока се засилва до максимум - дълбоки студени води навлизат на повърхността, което води до охлаждане на атмосферата и образуване на трансгресивна фаза. С течение на времето „парадът на Луната, Земята и Слънцето“ се нарушава и влажността се връща към нормалното.
Свръхсекуларните цикли включват три цикъла, свързани с промени в орбиталните характеристики на Земята: прецесия (26 хиляди години), пълно колебание на равнината на еклиптиката спрямо земната ос (42 хиляди години), пълна промяна в ексцентричността на орбита (92 - 94 хиляди години).
Най-дългите цикли в развитието на нашата планета са тектоничните цикли с продължителност около 200 милиона години, познати ни като байкалска, каледонска, херцинска и мезозойско-алпийска епохи на нагъване. Те са причинени от космически причини, главно от настъпването на галактическо лято в галактическа година. Галактическата година се разбира като революцията на Слънчевата система около центъра на галактиката, продължаваща същия брой години. Когато системата се доближи до центъра на Галактиката, в перигалактия, т.е. "галактическо лято", гравитацията се увеличава с 27% в сравнение с апогалактия, което води до увеличаване на тектоничната активност на Земята.
Има и обръщания на магнитното поле на Земята с продължителност 145–160 Ma.
Ритмичните явления не повтарят напълно в края на ритъма състоянието на природата, което е било в началото му. Именно това обяснява насоченото развитие на природните процеси, които при наслагване на ритъма върху прогреса в крайна сметка се оказват спираловидни.
Изследването на ритмичните явления е от голямо значение за разработването на географски прогнози.
Планетарната географска закономерност, установена от великия руски учен В. В. Докучаев, е зонирането - закономерна промяна на природните компоненти и природните комплекси в посока от екватора към полюсите. Зонирането се дължи на неравномерното количество топлина, идваща на различни географски ширини поради сферичната форма на Земята. Важно е и разстоянието на Земята от Слънцето. Размерите на Земята също са важни: нейната маса й позволява да поддържа въздушна обвивка около себе си, без която няма да има зониране. И накрая, зонирането се усложнява от известен наклон на земната ос към равнината на еклиптиката.
На Земята климатът, сушата и океанските води, процесите на изветряне, някои форми на релефа, образувани под въздействието на външни сили (повърхностни води, ветрове, ледници), растителността, почвите и животинският свят са зонални. Зоналността на компонентите и структурните части предопределя зоналността на цялата географска обвивка, т.е. географска или ландшафтна зоналност. Географите разграничават компонентна (климат, растителност, почва и др.) и комплексна (географска или ландшафтна) зоналност. Концепцията за компонентно зониране се е развила от древни времена. Комплексното зониране е открито от V.V. Докучаев.
Най-големите зонални подразделения на географската обвивка са географските пояси. Те се различават един от друг по температурни условия, общи характеристики на циркулацията на атмосферата. На сушата се разграничават следните географски зони: екваториални и във всяко полукълбо - субекваториални, тропични, субтропични, умерени, както и в северното полукълбо - субарктически и арктически, а в южното - субантарктически и антарктически. Общо по този начин на сушата се разграничават 13 природни пояса. Всеки от тях има свои собствени характеристики за човешкия живот и стопанска дейност. Тези условия са най-благоприятни в три зони: субтропична, умерена и субекваториална (между другото, и трите имат добре изразен сезонен ритъм на развитие на природата). Те се усвояват от човека по-интензивно от останалите.
Пояси с подобно име (с изключение на субекваториалните) са идентифицирани и в Световния океан. Зоналността на Световния океан се изразява в субширотни промени в температурата, солеността, плътността, газовия състав на водата, в динамиката на горния воден стълб, както и в органичния свят. Д.В. Богданов отделя естествени океански пояси - „огромни водни пространства, покриващи повърхността на океана и прилежащите горни слоеве на дълбочина от няколкостотин метра, в които характеристиките на природата на океаните (температура и соленост на водата, течения, ледени условия) , биологични и някои хидрохимични показатели) са ясно видими, пряко или косвено поради влиянието на географската ширина на мястото ”(фиг. 147). Границите на поясите са начертани от него по океанологични фронтове - границите на разпространение и взаимодействие на води с различни свойства. Океанските пояси са много добре съчетани с физически и географски зони на сушата; изключение прави субекваториалният пояс на сушата, който няма свой собствен океански аналог.
В рамките на поясите на сушата, според съотношението на топлина и влага, се разграничават природни зони, чиито имена се определят от вида на растителността, преобладаваща в тях. Така например в субарктическата зона има зони на тундра и горска тундра, в умерената зона има зони на гори, горски степи, степи, полупустини и пустини, в тропическата зона има зони на вечнозелени растения. гори, полупустини и пустини.
Ориз. 147. Географско зониране на Световния океан (във връзка с географските зони на сушата) (според D.V. Богданов)
Географските зони се подразделят на подзони според степента на проява на зоналните характеристики. Теоретично във всяка зона могат да се разграничат три подзони: централна с най-характерните за зоната характеристики и
маргинални, носещи някои характеристики, характерни за съседните зони. Пример за това е горската зона на умерения пояс, в която се разграничават подзони на северната, средната и южната тайга, както и подтайга (иглолистно-широколистни) и широколистни гори.
Поради разнородността на земната повърхност и следователно условията на влага в различните части на континентите, зоните и подзоните не винаги имат географска ширина. Понякога те се простират почти в меридионална посока, както например в южната половина на Северна Америка или в Източна Азия. Следователно е по-правилно зоналността да се нарича не географска ширина, а хоризонтална. В допълнение, много зони не са разпределени по света като колани; някои от тях се срещат само на запад от континентите, на изток или в центъра им. Това се обяснява с факта, че зоните са се образували в резултат на хидротермалната, а не на радиационната диференциация на географската обвивка, т.е. поради различното съотношение на топлина и влага. В този случай само разпределението на топлината е зонално; разпределението на влагата зависи от разстоянието на територията от източници на влага, т.е. от океаните.
През 1956 г. А.А. Григориев и М.И. Будико формулира така наречения периодичен закон за географско зониране, където всяка природна зона се характеризира със своите количествени съотношения на топлина и влага. Топлината се оценява в този закон чрез радиационния баланс, а степента на влага се оценява чрез индекса на радиационна сухота K B (или RIS) = B / (Z x r), където B е годишният радиационен баланс, r е годишното количество на утаяване, L е латентната топлина на изпарение.
Индексът на радиационна сухота показва каква част от радиационния баланс се изразходва за изпаряване на валежите: ако изпарението на валежите изисква повече топлина, отколкото идва от Слънцето, и част от валежите остават на Земята, тогава овлажняването на такава територия е достатъчно или прекомерно. Ако постъпва повече топлина, отколкото се изразходва за изпаряване, тогава излишната топлина загрява земната повърхност, която в същото време изпитва липса на влага: K B< 0,45 – климат избыточно влажный, К Б = 0,45-Н,0 – влажный, К Б = 1,0-^3,0 – недостаточно влажный, К Б >3.0 - сухо.
Оказа се, че въпреки че зонирането се основава на увеличаването на радиационния баланс от високи към ниски ширини, ландшафтният облик на естествената зона се определя най-вече от условията на овлажняване. Този показател определя вида на зоната (горска, степна, пустинна и др.), а радиационният баланс определя нейния специфичен облик (умерени ширини, субтропичен, тропически и др.). Следователно във всяка географска зона, в зависимост от степента на овлажняване, са се образували свои собствени влажни и сухи природни зони, които могат да бъдат заменени на същата географска ширина в зависимост от степента на овлажняване. Характерно е, че във всички пояси се създават оптимални условия за развитие на растителността, когато радиационният индекс на сухота е близък до единица.
Ориз. 148. Периодичен закон за географска зоналност. K B е радиационният индекс на сухота. (Диаметрите на кръговете са пропорционални на биологичната продуктивност на ландшафта)
Периодичният закон на географското зониране е написан под формата на матрична таблица, в която индексът на радиационна сухота се изчислява хоризонтално, а стойностите на годишния радиационен баланс се изчисляват вертикално (фиг. 148).
Говорейки за зонирането като общ модел, трябва да се има предвид, че то не е еднакво изразено навсякъде. Той се проявява най-ясно в полярните, екваториалните и екваториалните ширини, както и във вътрешните: равнинни условия на умерени и субтропични ширини. Последните включват предимно Източноевропейската и Западносибирската равнина, които са издължени в меридионална посока. Очевидно това е помогнало на В. В. Докучаев да идентифицира разглеждания модел, тъй като той го е изучавал в Източноевропейската равнина. Фактът, че В. В. Докучаев е почвовед, играе роля в определянето на сложната зоналност, а почвата, както е известно, е неразделен показател за природните условия на територията.
Някои учени (О. К. Леонтиев, А. П. Лисицин) проследяват естествени зони в дебелината и на дъното на океаните. Въпреки това, отделените от тях природни комплекси тук не могат да бъдат наречени физикогеографски зони в конвенционалния смисъл, т.е. тяхната изолация не се влияе от зоналното разпределение на радиацията, което е основната причина за зонирането на земната повърхност. Тук можем да говорим за зоналните свойства на водните маси и дънните седименти на флората и фауната, придобити индиректно чрез обмен на вода с близката до повърхността водна маса, повторно отлагане на зонални теригенни и биогенни седименти и трофична зависимост на дънната фауна от мъртви органични остатъци, идващи отгоре.
Зонирането на географската обвивка като планетарен феномен се нарушава от противоположното свойство - азоналността.
Азоналността на географската обвивка се разбира като разпределение на някакъв обект или явление извън връзката със зоналните характеристики на дадена територия. Причината за азоналността е разнородността на земната повърхност: наличието на континенти и океани, планини и равнини на континентите, особеностите на условията на овлажняване и други свойства на географската обвивка. Различават се две основни форми на проявление на азоналността - отраслови географски пояси и височинна зоналност.
Секторизацията или надлъжната диференциация на географските зони се определя от влагата (за разлика от зоните с ширина, където не само влагата, но и доставката на топлина играят важна роля). Секторизмът се проявява предимно във формирането на три сектора в рамките на поясите - континентален и два океански. Те обаче не са еднакво изразени навсякъде, което зависи от географското положение на континента, неговите размери и конфигурация, както и от характера на атмосферната циркулация.
Географското секториране е най-пълно изразено на най-големия континент на Земята - в Евразия, от Арктика до екваториалния пояс включително. Надлъжната диференциация е най-силно изразена тук в умерения и субтропичния пояс, където и трите сектора са ясно изразени. В тропическата зона има два сектора. Надлъжната диференциация е слабо изразена в екваториалния и субполярния пояс.
Друга причина за азоналността на географската обвивка, която нарушава зонирането и секторирането, е местоположението на планинските системи, което може да попречи на проникването на въздушни маси, носещи влага и топлина в дълбините на континентите. Това важи особено за тези хребети на умерения пояс, които са разположени субмеридионално по пътя на циклоните, следващи от запад.
Азоналният характер на ландшафта често се определя от характеристиките на скалите, които ги съставят. По този начин наличието на разтворими скали близо до повърхността води до образуването на своеобразни карстови ландшафти, които се различават значително от околните зонални природни комплекси. В районите на разпространение на водно-ледникови пясъци се формират ландшафти от тип Polissya. Фигура 149 показва местоположението на географските зони и секторите в тях на хипотетичен плосък континент, изграден въз основа на действителното разпределение на земята на земното кълбо на различни географски ширини. Същата фигура ясно илюстрира асиметрията на географската обвивка.
В заключение отбелязваме, че азоналността, както и зонирането, е общ модел. Всяка част от земната повърхност, поради своята разнородност, реагира по свой начин на входящата слънчева енергия и следователно придобива специфични характеристики, които се формират на общия зонален фон. По същество азонирането е специфична форма на проявление на зонирането. Следователно всяка част от земната повърхност е едновременно зонална и азонална.
Височинната зоналност е естествена промяна на природни компоненти и природни комплекси с изкачване към планините от подножието им до върховете. Това се дължи на изменението на климата с височината: температурата намалява и валежите се увеличават до определена височина (до 2-3 km) по наветрените склонове.
Височинната зоналност има много общо с хоризонталната зоналност: при изкачване на планините промяната на поясите се извършва в същата последователност, както в равнините, когато се движите от екватора към полюсите. Природните пояси в планините обаче се променят много по-бързо от природните зони в равнините. В северното полукълбо, в посока от екватора към полюсите, температурата се понижава с около 0,5 °C за всеки градус географска ширина (111 km), докато в планините се понижава средно с 0,6 °C на всеки 100 m .
Ориз. 149. Схема на географските зони и основните зонални типове ландшафти на хипотетичен континент (размерите на изобразения континент съответстват на половината земна площ на земното кълбо в мащаб 1: 90 000 000), конфигурацията - местоположението му в географски ширини , повърхността - ниска равнина (според А. М. Рябчиков и др.)
Има и други разлики: в планините във всички пояси, с достатъчно количество топлина и влага, има специален пояс от субалпийски и алпийски ливади, който не се среща в равнините. Освен това всеки пояс от планини, подобен по име на равнината, се различава значително от него, тъй като те получават слънчева радиация с различен състав и имат различни условия на осветление.
Височинната зоналност в планините се формира не само под влияние на промените в надморската височина, но и в характеристиките на релефа на планините. В този случай експозицията на склоновете, както слънчевата, така и циркулационната, играе важна роля. При определени условия в планините се наблюдава инверсия на височинната зоналност: когато студеният въздух стагнира в междупланински басейни, поясът на иглолистните гори, например, може да заеме по-ниско положение в сравнение с пояса на широколистните гори. Като цяло височинната зоналност е много по-разнообразна от хоризонталната зоналност и освен това се проявява на близки разстояния.
Съществува обаче тясна връзка между хоризонталната зоналност и височинната зоналност. Височинната зоналност започва в планините с аналог на хоризонталната зона, в която са разположени планините. И така, в планините, разположени в степната зона, долният пояс е планинско-степен, в гората - планинско-горски и т.н. Хоризонталната зоналност определя вида на височинната зоналност. Във всяка хоризонтална зона планините имат своя собствена гама (набор) от височинни пояси. Броят на височинните пояси зависи от височината на планините и тяхното местоположение. Колкото по-високи са планините и колкото по-близо до екватора са разположени, толкова по-богат е техният спектър от пояси.
Характерът на височинната зоналност също се влияе от секторния характер на географската обвивка: съставът на вертикалните пояси се различава в зависимост от това в кой конкретен сектор се намира дадена планинска верига. Обобщената структура на височинната зоналност на ландшафта в различни географски зони (на различни географски ширини) и в различни сектори е показана на фигура 150. Подобно на височинната зоналност в планините на сушата, може да се говори за дълбока зоналност в океана.
Една от основните (и според акад. К. К. Марков, основна) закономерности на географската обвивка трябва да се счита за полярната асиметрия. Причината за този модел е преди всичко асиметрията на фигурата на Земята. Както знаете, северната полуос на Земята е с 30 м по-дълга от южната, така че Земята е по-сплесната на Южния полюс. Разположението на континенталните и океанските маси на Земята е асиметрично. В северното полукълбо сушата заема 39% от площта, а в южното полукълбо - само 19%. Около Северния полюс е океанът, около Южния - континенталната част на Антарктида. На южните континенти платформите заемат от 70 до 95% от площта им, на северните континенти - 30 - 50%. В северното полукълбо има пояс от млади нагънати структури (алпийско-хималайски), простиращи се в ширина. Няма аналог в южното полукълбо. В северното полукълбо, между 50 и 70 °, се намират най-геоструктурно издигнатите земни територии (Канадски, Балтийски, Анабарски, Алдански щитове). В южното полукълбо на тези географски ширини има верига от океански падини. В северното полукълбо има континентален пръстен, ограждащ полярния океан, в южното полукълбо има океански пръстен, който граничи с полярния континент.
Асиметрията на сушата и морето води до асиметрия на други компоненти на географската обвивка. Така в океаносферата системите от морски течения в северното и южното полукълбо не се повтарят една друга; освен това топлите течения в северното полукълбо се простират до арктическите ширини, докато в южното полукълбо само до ширина 35°. Температурата на водата в северното полукълбо е с 3° по-висока от тази в южното.
Климатът на северното полукълбо е по-континентален от този на южното (годишната амплитуда на температурата на въздуха е съответно 14 и 6 °C). В северното полукълбо има слабо континентално заледяване, силно морско заледяване и голяма площ от вечна замръзналост. В южното полукълбо тези цифри са точно противоположни. В северното полукълбо зоната на тайгата заема огромна площ, в южното полукълбо тя няма аналог. Освен това, на географски ширини, където в северното полукълбо преобладават широколистни и смесени гори (~50°), арктическите пустини са разположени на острови в южното полукълбо. Фауната на полукълбата също е различна. В южното полукълбо няма зони на тундра, горска тундра, горска степ и пустини от умерения пояс. Фауната на полукълбата също е различна. В южното полукълбо няма двугорби камили, моржове, полярни мечки и много други животни, но има например пингвини, торбести и някои други животни, които не са в северното полукълбо. Като цяло разликите във видовия състав на растенията и животните между полукълбата са много значителни.
Това са основните закони на географската обвивка, някои от тях понякога се наричат закони. Но както убедително доказва Д. Л. Арманд, физическата география не се занимава със закони, а с закономерности - устойчиво повтарящи се връзки между явленията в природата, но имащи по-нисък ранг от законите.
ориз. 150. Обобщена структура на височинната зоналност на ландшафтите в различни географски зони (според Ryabchikov A.A.)
Описвайки географската обвивка, трябва още веднъж да подчертаем, че тя е тясно свързана със заобикалящото я космическо пространство и с вътрешните части на Земята. На първо място, той получава необходимата енергия от Космоса. Силите на привличане поддържат Земята в орбита около Слънцето и причиняват периодични приливни смущения в тялото на планетата. От Слънцето към Земята се насочват корпускулярни потоци („слънчев вятър“), рентгенови и ултравиолетови лъчи, радиовълни и видима лъчиста енергия. Космическите лъчи се насочват от дълбините на Вселената към Земята. Потоците от тези лъчи и частици предизвикват образуването на магнитни бури, полярни сияния, йонизация на въздуха и други явления в близост до Земята. Масата на Земята непрекъснато се увеличава поради падането на метеорити и космически прах. Но Земята възприема въздействието на Космоса непасивно. Около Земята като планета с магнитно поле и радиационни пояси се създава специфична природна система, която се нарича географско пространство. Тя се простира от магнитопаузата - горната граница на магнитното поле на Земята, която се намира на височина най-малко 10 земни радиуса, до долната граница на земната кора - така наречената повърхност на Мохоровичич (Мохо). Географското пространство е разделено на четири части (отгоре надолу):
Близък космос. Долната му граница минава по горната граница на атмосферата на височина 1500 - 2000 km над Земята. Тук се осъществява основното взаимодействие на космическите фактори с магнитните и гравитационните полета на Земята. Тук се запазва пагубното за живите организми корпускулярно излъчване на Космоса.
Висока атмосфера. Отдолу тя е ограничена от стратопаузата, която в този случай се приема и за горна граница на географската обвивка. Тук първичните космически лъчи се забавят, трансформират се и термосферата се нагрява.
Географско покритие. Долната му граница е основата на изветрителната кора в литосферата.
Основна кора. Долната граница е повърхността на Moho. Това е зоната на проявление на ендогенни фактори, които формират първичния релеф на планетата.
Концепцията за географско пространство уточнява положението на географската обвивка на нашата планета.
В заключение отбелязваме, че човек в хода на своята икономическа дейност в момента има голямо влияние върху географската обвивка.
Географска обвивка - в руската географска наука това се разбира като цялостна и непрекъсната обвивка на Земята, където нейните съставни части: горната част на литосферата (земната кора), долната част на атмосферата (тропосфера, стратосфера, хидросфера и биосфера) - както и антропосферата се проникват взаимно и са в тясно взаимодействие. Между тях има непрекъснат обмен на материя и енергия.
Горната граница на географската обвивка е начертана по стратопаузата, тъй като преди тази граница топлинният ефект на земната повърхност засяга атмосферните процеси; границата на географската обвивка в литосферата често се комбинира с долната граница на областта на хипергенезата (понякога подножието на стратисферата, средната дълбочина на сеизмични или вулканични източници, подметката на земната кора и нивото на нула годишно температурните амплитуди се приемат като долна граница на географската обвивка). Географската обвивка покрива напълно хидросферата, спускайки се в океана на 10-11 km под морското равнище, горната зона на земната кора и долната част на атмосферата (слой с дебелина 25-30 km). Най-голямата дебелина на географската обвивка е близо 40 km. Географската обвивка е обект на изучаване на географията и нейните отраслови науки.
Въпреки критиките на термина "географска обвивка" и трудността при дефинирането му, той се използва активно в географията и е едно от основните понятия в руската география.
Концепцията за географската обвивка като "външната сфера на Земята" е въведена от руския метеоролог и географ П. И. Брунов (1910). Съвременната концепция е разработена и въведена в системата на географските науки от А. А. Григориев (1932). Историята на концепцията и спорните въпроси са най-успешно разгледани в трудовете на И. М. Забелин.
Концепции, аналогични на концепцията за географска обвивка, съществуват и в чуждестранната географска литература (земната обвивка на А. Гетнер и Р. Хартшорн, геосферата на Г. Карол и др.). Там обаче географската обвивка обикновено се разглежда не като природна система, а като комбинация от природни и социални явления.
На границите на връзката на различни геосфери има други земни черупки.
2 СТРУКТУРА НА ГЕОГРАФСКАТА ОБВИВКА
Нека разгледаме основните структурни елементи на географската обвивка.
Земната кора е горната част на твърдата земя. Тя е отделена от мантията с граница с рязко увеличение на скоростите на сеизмичните вълни - границата на Мохоровичич. Дебелината на кората варира от 6 km под океана до 30-50 km на континентите. Има два вида кора - континентална и океанска. В структурата на континенталната кора се разграничават три геоложки слоя: седиментна покривка, гранит и базалт. Океанската кора е съставена главно от мафични скали плюс седиментна покривка. Земната кора е разделена на литосферни плочи с различна големина, движещи се една спрямо друга. Кинематиката на тези движения се описва от тектониката на плочите. 
Фигура 1 - Структурата на заемната кора
Кора има на Марс и Венера, Луната и много спътници на планетите гиганти. На Меркурий, въпреки че принадлежи към планетите от земна група, няма земна кора. В повечето случаи се състои от базалти. Земята е уникална с това, че има два вида кора: континентална и океанска.
Масата на земната кора се оценява на 2,8 1019 тона (от които 21% е океанска кора и 79% е континентална). Кората съставлява само 0,473% от общата маса на Земята
Океанската кора се състои главно от базалти. Според теорията на тектониката на плочите, той непрекъснато се образува в средноокеанските хребети, отклонява се от тях и се абсорбира в мантията в зоните на субдукция. Следователно океанската кора е сравнително млада и нейните най-стари участъци датират от късната юра.
Дебелината на океанската кора практически не се променя с времето, тъй като се определя главно от количеството стопилка, отделена от материала на мантията в зоните на средноокеанските хребети. В известна степен дебелината на седиментния слой на дъното на океаните оказва влияние. В различните географски райони дебелината на океанската кора варира между 5-7 километра.
Като част от стратификацията на Земята по механични свойства, океанската кора принадлежи към океанската литосфера. Дебелината на океанската литосфера, за разлика от кората, зависи главно от нейната възраст. В зоните на средноокеанските хребети астеносферата е много близо до повърхността, а литосферният слой почти напълно липсва. С отдалечаване от зоните на средноокеанските хребети дебелината на литосферата първо се увеличава пропорционално на нейната възраст, след което скоростта на растеж намалява. В зоните на субдукция дебелината на океанската литосфера достига най-големите си стойности, възлизащи на 120-130 километра.
Континенталната кора има трислойна структура. Горният слой е представен от прекъсната покривка от седиментни скали, която е широко развита, но рядко има голяма дебелина. По-голямата част от кората е нагъната под горната кора, слой, съставен главно от гранити и гнайси, с ниска плътност и древна история. Проучванията показват, че повечето от тези скали са се образували много отдавна, преди около 3 милиарда години. Отдолу е долната кора, състояща се от метаморфни скали - гранулити и други подобни.
Земната кора е изградена от относително малък брой елементи. Около половината от масата на земната кора е кислород, повече от 25% е силиций. Само 18 елемента: O, Si, Al, Fe, Ca, Na, K, Mg, H, Ti, C, Cl, P, S, N, Mn, F, Ba - съставляват 99,8% от масата на Земята кора.
Определянето на състава на горната континентална кора беше една от първите задачи, които младата геохимична наука се зае да реши. Всъщност геохимията се появи от опитите за решаване на този проблем. Тази задача е много трудна, тъй като земната кора се състои от много скали с различен състав. Дори в рамките на едно и също геоложко тяло съставът на скалите може да варира значително. В различни области могат да бъдат разпространени напълно различни видове скали. В светлината на всичко това възникна проблемът да се определи общият, среден състав на тази част от земната кора, която излиза на повърхността на континентите. От друга страна, веднага възникна въпросът за съдържанието на този термин.
Следващият опит за определяне на средния състав на земната кора е направен от Виктор Голдшмид. Той направи предположението, че ледникът, движейки се по континенталната кора, изстъргва всички скали, които излизат на повърхността, смесва ги. В резултат на това скалите, отложени от ледникова ерозия, отразяват състава на средната континентална кора. Голдшмид анализира състава на ивичните глини, отложени в Балтийско море по време на последното заледяване. Техният състав беше изненадващо близък до средния състав, получен от Кларк. Съвпадението на оценките, получени чрез толкова различни методи, беше силно потвърждение на геохимичните методи.
Впоследствие много изследователи се занимават с определянето на състава на континенталната кора. Оценките на Виноградов, Ведепол, Ронов и Ярошевски получиха широко научно признание.
Някои нови опити за определяне на състава на континенталната кора се основават на нейното разделяне на части, образувани в различни геодинамични условия.
Горната граница на тропосферата се намира на височина 8-10 km в полярните, 10-12 km в умерените и 16-18 km в тропичните ширини; по-ниска през зимата, отколкото през лятото. Долният, основен слой на атмосферата. Той съдържа повече от 80% от общата маса на атмосферния въздух и около 90% от цялата водна пара, присъстваща в атмосферата. В тропосферата турбулентността и конвекцията са силно развити, появяват се облаци, развиват се циклони и антициклони. Температурата намалява с увеличаване на надморската височина със среден вертикален градиент от 0,65°/100 m.
За "нормални условия" на земната повърхност се приемат: плътност 1,2 kg/m3, барометрично налягане 101,34 kPa, температура плюс 20 °C и относителна влажност 50%. Тези условни показатели имат чисто инженерна стойност.
Стратосфера (от латински stratum - настилка, слой) - слой от атмосферата, разположен на височина от 11 до 50 km. Характерна е лека промяна на температурата в слоя 11-25 km (долния слой на стратосферата) и нейното повишаване в слоя 25-40 km от -56,5 до 0,8 C (горна стратосфера или инверсионна област). Достигнала стойност от около 273 K (почти 0 °C) на надморска височина от около 40 km, температурата остава постоянна до надморска височина от около 55 km. Тази област с постоянна температура се нарича стратопауза и е границата между стратосферата и мезосферата.
Именно в стратосферата се намира озоносферният слой („озонов слой“) (на височина от 15-20 до 55-60 km), който определя горната граница на живота в биосферата. Озонът (O3) се образува в резултат на фотохимични реакции най-интензивно на надморска височина ~30 km. Общата маса на O3 при нормално налягане би била слой с дебелина 1,7-4,0 mm, но дори това е достатъчно, за да абсорбира слънчевата ултравиолетова радиация, която е вредна за живота. Разрушаването на O3 възниква, когато взаимодейства със свободни радикали, NO, халоген-съдържащи съединения (включително "фреони").
По-голямата част от късовълновата част на ултравиолетовото лъчение (180-200 nm) се задържа в стратосферата и енергията на късите вълни се трансформира. Под въздействието на тези лъчи се променят магнитните полета, разпадат се молекули, настъпва йонизация, ново образуване на газове и други химични съединения. Тези процеси могат да се наблюдават под формата на северно сияние, светкавици и други сияния.
В стратосферата и по-високите слоеве, под въздействието на слънчевата радиация, газовите молекули се дисоциират - на атоми (над 80 km CO2 и H2 дисоциират, над 150 km - O2, над 300 km - H2). На височина 200–500 km в йоносферата се извършва и йонизация на газове, на височина 320 km концентрацията на заредени частици (О+2, О−2, N+2) е ~ 1/300 от концентрация на неутрални частици. В горните слоеве на атмосферата има свободни радикали - OH, HO 2 и др.
В стратосферата почти няма водна пара.
Тропосфера (на старогръцки τροπή - „завой“, „промяна“ и σφαῖρα - „топка“) - долният, най-изучен слой на атмосферата, висок 8-10 km в полярните райони, до 10-12 km в умерените ширини , на екватора - 16-18 км.
При издигане в тропосферата температурата се понижава средно с 0,65 K на всеки 100 m и достига 180÷220 K (-90÷-53° C) в горната част. Този горен слой на тропосферата, в който спадането на температурата с височина спира, се нарича тропопауза. Следващият слой на атмосферата над тропосферата се нарича стратосфера.
Повече от 80% от общата маса на атмосферния въздух е концентрирана в тропосферата, турбулентността и конвекцията са силно развити, преобладаващата част от водните пари е концентрирана, възникват облаци, формират се атмосферни фронтове, развиват се циклони и антициклони, както и други процеси които определят времето и климата. Процесите, протичащи в тропосферата, се дължат предимно на конвекция.
Частта от тропосферата, в която могат да се образуват ледници на земната повърхност, се нарича йоносфера.
Хидросферата (от гр. Yδωρ - вода и σφαῖρα - топка) е водната обвивка на Земята.
Образува прекъсната водна обвивка. Средната дълбочина на океана е 3850 м, максималната (Тихоокеанската Марианска падина) е 11 022 метра. Около 97% от масата на хидросферата е солена океанска вода, 2,2% е ледникова вода, останалото е подпочвена, езерна и речна сладка вода. Общият обем на водата на планетата е около 1 532 000 000 кубични километра. Масата на хидросферата е приблизително 1,46 * 10 21 kg. Това е 275 пъти масата на атмосферата, но само 1/4000 от масата на цялата планета. Хидросферата е 94% вода от Световния океан, в която са разтворени соли (средно 3,5%), както и редица газове. Горният слой на океана съдържа 140 трилиона тона въглероден диоксид и 8 трилиона тона разтворен кислород. Областта на биосферата в хидросферата е представена в цялата й дебелина, но най-голямата плътност на живата материя пада върху повърхностните слоеве, нагрявани и осветени от слънчевите лъчи, както и крайбрежните зони.
Като цяло е прието разделянето на хидросферата на Световен океан, континентални води и подземни води. По-голямата част от водата е концентрирана в океана, много по-малко - в континенталната речна мрежа и подпочвените води. В атмосферата също има големи запаси от вода под формата на облаци и водни пари. Над 96% от обема на хидросферата са морета и океани, около 2% са подземни води, около 2% са лед и сняг и около 0,02% са повърхностни води на сушата. Част от водата е в твърдо състояние под формата на ледници, снежна покривка и вечна замръзналост, представляващи криосферата.
Повърхностните води, въпреки че заемат сравнително малък дял от общата маса на хидросферата, все пак играят важна роля в живота на земната биосфера, като основният източник на водоснабдяване, напояване и поливане.
Биосфера (от гръцки βιος - живот и σφαῖρα - сфера, топка) - обвивката на Земята, обитавана от живи организми, под тяхно влияние и заета от продуктите на тяхната жизнена дейност; "филм на живота"; глобална екосистема на Земята.
Биосферата е обвивката на Земята, обитавана от живи организми и трансформирана от тях. Биосферата започва да се формира не по-късно от 3,8 милиарда години, когато на нашата планета започват да се появяват първите организми. Той прониква в цялата хидросфера, горната част на литосферата и долната част на атмосферата, тоест обитава екосферата. Биосферата е съвкупността от всички живи организми. Той е дом на над 3 000 000 вида растения, животни, гъби и бактерии. Човекът също е част от биосферата, неговата дейност превъзхожда много природни процеси и, както каза В. И. Вернадски: „Човекът се превръща в мощна геоложка сила“.
Френският натуралист Жан Батист Ламарк в началото на 19 век. за първи път всъщност предлага понятието биосфера, без дори да въвежда самия термин. Терминът "биосфера" е предложен от австрийския геолог и палеонтолог Едуард Зюс през 1875 г.
Холистичното учение за биосферата е създадено от биогеохимика и философа В. И. Вернадски. За първи път той възлага на живите организми ролята на основна трансформираща сила на планетата Земя, като взема предвид тяхната дейност не само в настоящето, но и в миналото.
Има и друга, по-широка дефиниция: биосфера - зоната на разпространение на живота върху космическото тяло. Докато съществуването на живот върху космически обекти, различни от Земята, все още не е известно, се смята, че биосферата може да се разпространи в тях в по-скрити области, например в литосферни кухини или в подледникови океани. Така например се разглежда възможността за съществуване на живот в океана на спътника на Юпитер Европа.
Биосферата се намира в пресечната точка на горната част на литосферата и долната част на атмосферата и заема почти цялата хидросфера.
Горна граница в атмосферата: 15-20 км. Обуславя се от озоновия слой, който блокира вредното за живите организми късовълново ултравиолетово лъчение.
Долна граница в литосферата: 3,5-7,5 км. Определя се от температурата на прехода на водата в пара и температурата на денатурация на протеините, но като цяло разпространението на живи организми е ограничено до дълбочина от няколко метра.
Границата между атмосферата и литосферата в хидросферата: 10-11 км. Определя се от дъното на Световния океан, включително дънните седименти.
Биосферата е изградена от следните видове вещества:
Живата материя - съвкупността от телата на живите организми, обитаващи Земята, е физико-химично единна, независимо от тяхната систематична принадлежност. Масата на живата материя е сравнително малка и се оценява на 2,4 ... 3,6 1012 тона (в сухо тегло) и е по-малко от една милионна от цялата биосфера (около 3 1018 тона), което от своя страна е по-малко от една хилядна от масата на земята. Но това е една от "най-мощните геохимични сили на нашата планета", тъй като живата материя не просто обитава биосферата, а трансформира лицето на Земята. Живата материя е разпределена в биосферата много неравномерно.
Биогенно вещество - вещество, създадено и преработено от живата материя. В хода на органичната еволюция живите организми са преминали хиляди пъти през своите органи, тъкани, клетки и кръв над цялата атмосфера, целия обем на световните океани и огромна маса минерални вещества. Тази геоложка роля на живата материя може да си представим от находищата на въглища, нефт, карбонатни скали и др.
Инертна материя - продукти, образувани без участието на живи организми.
Биоинертна субстанция, която се създава едновременно от живи организми и инертни процеси, представляващи динамично балансирани системи и от двете. Такива са почва, тиня, кора на изветряне и др. В тях водеща роля играят организмите.
Вещество, подложено на радиоактивно разпадане.
Разпръснати атоми, непрекъснато създавани от всякакъв вид земна материя под въздействието на космическата радиация.
Вещество от космически произход.
Целият слой на въздействието на живота върху неживата природа се нарича мегабиосфера, а заедно с артебиосферата - пространството на хуманоидната експанзия в околоземното пространство - панбиосферата.
Субстратът за живот в атмосферата на микроорганизми (аеробионти) е водни капчици - атмосферна влага, източник на енергия - слънчева енергия и аерозоли. Приблизително от върховете на дърветата до височината на най-честото местоположение на купести облаци се простира тропобиосферата (с тропобионти; това пространство е по-тънък слой от тропосферата). Отгоре расте слой от изключително оскъдна микробиота, алтобиосферата (с алтобионти). Над това се простира пространството, където организмите навлизат случайно и рядко и не се размножават - парабиосферата. По-горе е апобиосферата.
Геобиосферата се обитава от геобионти, субстрата и отчасти жизнената среда, за която служи земната твърд. Геобиосферата се състои от зоната на живот на земната повърхност - терабиосферата (с терабионти), разделена на фитосфера (от повърхността на земята до върховете на дърветата) и педосфера (почви и подпочви; понякога цялата изветрителна кора е включена тук) и животът в дълбините на Земята - литобиосферата (с литобионти, живеещи в порите на скалите, главно в подпочвените води). На голяма надморска височина в планините, където вече не е възможен животът на висшите растения, се намира високопланинската част на терабиосферата - еоловата зона (с еолобионти). Литобиосферата се разпада на слой, където е възможен животът на аеробите - хипотеррабиосферата и слой, където могат да живеят само анаероби - телуробиосферата. Животът в неактивна форма може да проникне по-дълбоко в хипобиосферата. Метабиосфера - всички биогенни и биоинертни скали. По-дълбоко е абиосферата.
В дълбините на литосферата има 2 теоретични нива на разпространение на живота - изотерма от 100 ° C, под която водата кипи при нормално атмосферно налягане, и изотерма от 460 ° C, където при всяко налягане водата се превръща в пара , т.е. не може да бъде в течно състояние.
Хидробиосферата - целият глобален воден слой (без подпочвените води), обитаван от хидробионти - се разпада на слой от континентални води - аквабиосфера (с водни организми) и зона на морета и океани - маринобиосфера (с маринобионти) . Има 3 слоя - сравнително ярко осветена фотосфера, винаги много здрачна дисфотосфера (до 1% от слънчевата инсолация) и слой с абсолютна тъмнина - афотосферата.
Концепцията за "географска обвивка"
Забележка 1
Географската обвивка е непрекъсната и интегрална обвивка на Земята, състояща се от земната кора, тропосфера, стратосфера, хидросфера, биосфера и антропосфера. Всички компоненти на географската обвивка са в тясно взаимодействие и взаимно проникване. Между тях има постоянен обмен на материя и енергия.
Горната граница на географската обвивка е стратосферата, разположена под максималната концентрация на озон на надморска височина около 25 km. Долната граница минава в горните слоеве на литосферата (от 500 до 800 m).
Взаимното проникване един в друг и взаимодействието на компонентите, които изграждат географската обвивка - вода, въздух, минерални и живи черупки - определя нейната цялост. При него освен непрекъснат метаболизъм и енергия, може да се наблюдава и постоянна циркулация на веществата. Всеки компонент на географската обвивка, развивайки се по свои собствени закони, се влияе от другите обвивки и сам влияе върху тях.
Въздействието на биосферата върху атмосферата е свързано с процеса на фотосинтеза, в резултат на който се осъществява интензивен газообмен между живата материя и въздуха, както и регулиране на газовете в атмосферата. Зелените растения абсорбират въглероден диоксид от въздуха и отделят кислород, без който животът на повечето живи организми на планетата е невъзможен. Благодарение на атмосферата земната повърхност не се прегрява от слънчевата радиация през деня и не се охлажда значително през нощта, което е необходимо за нормалното съществуване на живите същества.
Биосферата влияе върху хидросферата. Живите организми могат да повлияят на солеността на водите на Световния океан, като вземат от водата някои вещества, необходими за живота им (например калцият е необходим за образуването на черупки, черупки, скелети). Водната среда е местообитание на много живи същества, водата е необходима за нормалното протичане на повечето жизнени процеси на представители на флората и фауната.
Влиянието на живите организми върху земната кора е най-силно изразено в горната й част, където се натрупват растителни и животински останки и се образуват скали с органичен произход.
Живите организми участват активно не само в създаването на скалите, но и в тяхното разрушаване. Те отделят киселини, които разрушават скалите, засягайки корените, образувайки дълбоки пукнатини. В резултат на тези процеси твърдите и плътни скали се превръщат в рохкави седиментни (камъчета, чакъл). Създават се всички условия за образуването на един или друг вид почва.
Промяна в който и да е компонент на географската обвивка се отразява във всички останали обвивки. Например ерата на голямото заледяване през кватернерния период. Разширяването на земната повърхност създаде предпоставки за настъпването на по-сух и студен климат, което доведе до образуването на слой от лед и сняг, който покри големи територии в Северна Северна Америка и Евразия. Това от своя страна доведе до промяна във флората, фауната и почвената покривка.
Компоненти на географската обвивка
Основните компоненти на географската обвивка включват:
- Земната кора. Горна част на литосферата. Тя е отделена от мантията от границата на Мохорович, която се характеризира с рязко увеличаване на скоростите на сеизмичните вълни. Дебелината на земната кора варира от шест километра (под океана) до 30-50 km (на континентите). Има два вида земна кора: океанска и континентална. Океанската кора се състои главно от мафични скали и седиментна покривка. В континенталната кора се отличават базалтови и гранитни слоеве, седиментна покривка. Земната кора се състои от отделни литосферни плочи с различна големина, движещи се една спрямо друга.
- Тропосфера. Долният слой на атмосферата. Горната граница в полярните ширини е 8-10 km, в умерените ширини 10-12 km, в тропическите ширини 16-18 km. През зимата горната граница е малко по-ниска, отколкото през лятото. Тропосферата съдържа 90% от общата водна пара в атмосферата и 80% от общата въздушна маса. Характеризира се с конвекция и турбулентност, облачност, развитие на циклони и антициклони. С увеличаване на надморската височина температурата намалява.
- Стратосфера. Горната му граница е на височина от 50 до 55 км. С увеличаване на надморската височина температурата достига 0 ºС. Характеристика: ниско съдържание на водни пари, ниска турбулентност, високо съдържание на озон (максималната му концентрация се наблюдава на височина 20-25 км.).
- Хидросфера. Включва всички водни ресурси на планетата. Най-голямо количество водни ресурси е концентрирано в Световния океан, по-малко - в подземните води и континенталната мрежа от реки. Големи запаси от вода се съдържат под формата на водни пари и облаци в атмосферата. Част от водата се съхранява под формата на лед и сняг, образувайки криосферата: снежна покривка, ледници, вечна замръзналост.
- Биосфера. Съвкупността от онези части от компонентите на географската обвивка (литосфера, атмосфера, хидросфера), които са обитавани от живи организми.
- Антропосфера или ноосфера. Сферата на взаимодействие между околната среда и човека. Признаването на тази черупка не се подкрепя от всички учени.
Етапи на развитие на географската обвивка
Географската обвивка на съвременния етап е резултат от продължително развитие, по време на което непрекъснато се усложнява.
Етапи на развитие на географската обвивка:
- Първият етап е пребиогенен. Продължи 3 милиарда години. По това време са съществували само най-простите организми. Те играят малка роля в развитието и формирането на географската обвивка. Атмосферата се характеризира с високо съдържание на въглероден диоксид и ниско съдържание на кислород.
- Втора фаза. Продължителност - около 570 милиона години. Характеризира се с доминиращата роля на живите организми при формирането на географската обвивка. Организмите засегнаха всички компоненти на черупката: съставът на атмосферата и водата се промени, наблюдава се натрупване на скали от органичен произход. В края на сцената се появиха хора.
- Третият етап е модерен. Започва преди 40 хиляди години. Характеризира се с активното влияние на човешката дейност върху различни компоненти на географската обвивка.
