Атмосфера: происхождение, свойства, состав, значение для географической оболочки.

Атмосфера -  - внешняя воздушная (газовая) оболочка нашей планеты. Плотность её у верхней границы убывает равномерно, в силу чего эта граница разными авторами проводится по-разному. Большинство исследователей внешний рубеж атмосферы условно проводит в интервале 2–3 тысячи километров.

 

По химическому составу атмосфера подраздделяется на 4 оболочки (слоя)

•1) азотно-кислородная,

•2) азотная,

•3) гелиевая,

•4) водородная.

 

•Нижняя азотно-кислородная оболочка распространяется от поверхности Земли до высоты 70 км. Её состав: 78 % азота, 21 % кислорода, около 1 % аргона, 0,03 % углекислого газа. Кроме того, присутствует водяной пар, который имеет большое значение для теплообмена Земли. Водяной пар конденсируется в облаках, поглощающих примерно 18 % излучения Солнца.

•В интервале 20–40 км от поверхности Земли находится слой с повышенным содержанием озона (О3). Озоновый слой весьма важен для существования жизни на Земле, поскольку поглощает большую часть ультрафиолетового излучения Солнца, смертельного в больших дозах для всего живого.

•Выше 70 км располагается азотный слой. Температура там опускается до -70 ºС и резко падает давление.

•После рубежа 1000 км начинается гелиевый слой. Атмосфера здесь разреженная, состоит из гелия и элементарных частиц атомов, температура падает до -100 ºС.

•Выше 2000 км атмосфера состоит из водорода.

По температуре и плотности в пределах азотно-кислородной оболочки выделяются:

Тропосфера,

Стратосфера

мезосфера,

Термосфера,

Экзосфера.

 

Строение атмосферы:

Тропосфера - слой атмосферы у поверхности Земли до высоты 10- 15 км, в которой сосредоточено 4/5 всей массы атмосферного воздуха. Погода формируется в тропосфере.

Процессы, происходящие в тропосфере, имеют решающее значение для погоды и климата у земной поверхности. Солнечные лучи проходят через тропосферу и нагревают Землю.

Нагретая солнечными лучами Земля излучает тепло, которое накапливается в тропосфере. Углекислый газ, метан, а также пары воды удерживают тепло. Этот механизм прогревания атмосферы от Земли, нагретой солнечной радиацией, называют парниковым эффектом.

Поскольку источник тепла для атмосферы - Земля, температура воздуха с высотой понижается.

Стратосфера формируется над тропосферой до высоты 50-55 км.

Температура в ней в среднем растет с высотой. Сильные горизонтальные ветры дуют в стратосфере, не образуя турбулентности.

Воздух стратосферы очень сухой, и поэтому облака редки. Образуются так называемые перламутровые облака.

Стратосфера очень важна для жизни на Земле. Именно в этом слое находится основное количество атмосферного озона, который поглощает сильное ультрафиолетовое излучение, вредное для жизни. Поглощая ультрафиолетовое излучение, озон нагревает стратосферу.

Мезосфера  распространена примерно до 80 км. Здесь температура с высотой падает до нескольких десятков градусов ниже нуля.

Вследствие быстрого падения температуры с высотой в мезосфере сильно развита турбулентность.

На высотах, близких к верхней границе мезосферы (75-90 км), наблюдаются особого рода облака, также освещаемые солнцем в ночные часы, их называют серебристыми.

Наиболее вероятно что они состоят из ледяных кристаллов.

Термосфера  - верхняя часть атмосферы, над мезосферой, характеризуется очень высокими температурами, что обусловило ее название.

В ней различаются, однако, две части: ионосфера, простирающаяся от мезосферы до высот порядка тысячи километров,

и лежащая над ней внешняя часть - экзосфера, переходящая в земную корону. Воздух в термосфере 13 чрезвычайно разрежен.

Именно в термосфере лежат орбиты космических кораблей.

Гидросфера – водная оболочка, окружающая Землю.

В её состав входят воды в твердом, жидком и газообразном агрегатном состоянии.

 В виде жидкости  гидросфера покрывает 71 % поверхности планеты.

 Большая часть воды Земного шара приходится на Мировой океан, а на пресные воды – всего 2 %. Небольшое количество воды поступает из недр Земли.

 Испаряясь, вода поступает в атмосферу, конденсируется в облака, а при охлаждении выпадает в виде дождя, снега, или града, питая реки и, соответственно, Мировой океан. Часть воды содержится в твердом состоянии в виде горных и покровных ледников.

Биосфера – включает в себя всё живое на нашей планете (животный и растительный мир).

Она распространяется на гидросферу и, частично, на атмосферу и литосферу. Влияние биосферы на их формирование неоспоримо.

 Организмы видоизменяют состав атмосферы, образуют почвенный слой, формируют органогенные породы

Ноосфера (техносфера) – сфера деятельности человека.

В ХХ веке деятельность человека стала активным геологическим фактором (видоизменяется рельеф, искусственно вызываются землетрясения, меняется состав атмосферы и т. д.).

 

6. Геологические процессы (общая характеристика). Эндогенные и экзогенные.

Под геологическими процессами понимают процессы, вызывающие изменения в строении и составе земной коры. Геологические процессы подразделяются на экзогенные (внешние) и эндогенные (внутренние). Экзогенные процессы — это геологические процессы, главным источником энергии которых является солнечное тепло. Главным источником энергии эндогенных процессов является внутренняя теплота Земли.

Подразделение геологических процессов на экзогенные и эндогенные условно, так как между ними нет резкой разницы, а напротив, имеется тесная связь. Однако для удобства изучения их такое деление необходимо. Под влиянием эндогенных процессов на поверхности Земли возникают горные хребты и впадины, происходят вулканические извержения, землетрясения, медленные поднятия и опускания суши, возникают разломы земной коры, образуются магматические и метаморфические породы.

Эндогенные процессы создают основные формы рельефа земной поверхности: горные возвышенности и впадины. Магматические и метаморфические породы образуются за счет эндогенных процессов, поэтому в поверхностных условиях они неустойчивы и быстро разрушаются под влиянием колебаний температуры, химического и размывающего действия воды, ветра, морского прибоя, ледников и организмов. Продукты разрушения горных пород, накапливаясь, образуют новые, более устойчивые в поверхностных условиях, осадочные породы.

Под влиянием эндогенных процессов участки земной коры могут погружаться. При этом толщи осадочных горных пород постепенно попадают в новые условия, характеризующиеся высокими давлением и температурой и иной химической обстановкой, под влиянием которых породы претерпевают изменения, носящие название метаморфизма, а также частично переплавляются, образуя магматический расплав; при застывании его образуются магматические породы. Таким путем непрерывно идет процесс перераспределения вещества Земли.

Сформировавшийся под влиянием эндогенных процессов рельеф земной поверхности подвергается действию экзогенных процессов и также претерпевает изменения. Горные породы, слагающие возвышенности, непрерывно разрушаются и продукты разрушения их под влиянием силы тяжести, текучих вод, ветра, ледников в конечном итоге сносятся и отлагаются в понижениях рельефа земной поверхности, особенно на дне морей, океанов, озер.

Таким образом, экзогенные процессы стремятся выровнять поверхность Земли, придать ей форму идеального геоида, однако благодаря тому, что наряду с экзогенными процессами непрерывно действуют и эндогенные, борьба между ними никогда не доходит до конца.

 

7. Выветривание, основные виды выветривания и их характеристика.

Выветривание (синоним - гипергенез) - это совокупность абиотических и биологических процессов разрушения и образования горных пород и слагающих их минералов под воздействием агентов атмосферы, биосферы, гидросферы в верхних слоях земной коры

В результате этих процессов образуется кора выветривания – вещественная часть литогенной основы. Мощность современной коры выветривания составляет от нескольких метров до десятков метров.

Физическое выветривание - это процесс разрушения (растрескивания, дробления) минералов под воздействием давления, возникающего за счет суточных и сезонных колебаний температуры (тепловое расширение и сжатие минералов, замерзание и оттаивание воды), механической деятельности ветра, потоков воды, корней растений.

 В результате увеличивается дисперсность и удельная поверхность пород, снижается их плотность

Химическое выветривание - процесс химического изменения и разрушения горных пород и минералов с образованием новых минералов и, в конечном итоге, новых пород. Химические реакции происходят при участии воды, углекислого газа, кислорода и других веществ. Вода растворяет вещества, содержащиеся в горных породах и минералах, при этом в раствор поступают катионы и анионы, изменяющие кислотно-щелочные условия. Это увеличивает растворяющую способность воды. Разложение минералов водой усиливается с повышением температуры и насыщением ее углекислым газом, который подкисляет реакцию среды. Гидролиз минералов, реагирующих с водой, приводит к образованию новых минералов. В преобразовании минералов в присутствии угольной кислоты большую роль играют реакции карбонатизации (образования карбонатов) и декарбонатизации (разрушения карбонатов).Реакции окисления-восстановления принимают активное участие в процессах гипергенеза. Красные, красно-бурые, желтые окраски кор выветривания обусловлены окисленными формами железа, марганца и других элементов. В восстановительных условиях преобладают сизые и серые тона. В ходе химического выветривания развивается элювиальный процесс - вынос с растворами ряда элементов за пределы коры выветривания. В первую очередь вымываются наиболее растворимые соединения, что обусловливает стадийность процесса выветривания.

 

Биологическое выветривание - процесс разрушения и изменения горных пород и минералов под действием организмов и продуктов их жизнедеятельности.При биологическом выветривании механизмы процессов разрушения, изменения минералов и пород те же, что и при физическом и химическом выветривании.Однако интенсивность процессов существенно увеличивается, поскольку увеличивается агрессивность среды. Корни растений и микроорганизмы выделяют во внешнюю среду углекислый газ и различные кислоты (щавелевую, янтарную, яблочную и др.). Нитрофикаторы образуют азотную кислоту, серобактерии - серную. В процессе разложения мертвых остатков растений и животных образуются агрессивные гумусовые кислоты - фульвокислоты, способные разрушать минералы. Многие виды бактерий, грибов, водоросли, лишайники могут усваивать элементы питания непосредственно из первичных минералов, разрушая их при этом. Именно таким является механизм первичного почвообразования. В верхней части коры выветривания процесс выветривания протекает совместно с процессом почвообразования и является неотъемлемой составной частью почвообразования, так же как почвообразование является неотъемлемой частью выветривания. Однако в более глубоких слоях за пределами почвенного профиля, а также в подводных ландшафтах выветривание выделяется как самостоятельный процесс. В этих слоях в процессах выветривания так же принимают участие микроорганизмы и продукты их жизнедеятельности.

Перенос продуктов выветривания осуществляется геологическими агентами, действующими на поверхности земли (морские волны и течения, реки, ручьи, временные водные потоки, ледники, ветер).

Осадкообразование (седиментогенез) заключается в отложении материала разрушенных горных пород в озерах, морях и океанах.

В зависимости от вида осаждения различают:

-механические,

-коллоидные,

- химические,

- биохимическиеосадочные процессы и соответствующие им осадки.

Диагенетические процессы охватывают все явления преобразования осадков сразу же после их отложения и уплотнения.

Они выражаются, преимущественно, в обезвоживании гидрооксидов, раскристаллизации коллоидных осадков, замещении органических остатков карбонатами, минералами кремнезема, сульфидами железа и т. п.

Результатом этих процессов являются окаменение осадков (литификация ) и образование плотных осадочных горных пород.

Инфильтрационные процессы характеризуются выщелачиванием значительной части химических элементов грунтовыми водами, при просачивании сквозь толщу горных пород, с последующим образованием специфических низкотемпературных минеральных ассоциаций.

 

 

8. Кора выветривания, ее строение и состав в различных климатических зонах.

Многообразие кор выветривания формируется в соответствии со стадийностью процессов выветривания, минералогическим и химическим составом исходных горных пород.

 

 

Подразделяются по возрасту: