11468 (647067), страница 3
Текст из файла (страница 3)
В реках течение и расход воды определяется наклоном русла, который, в свою очередь, определяется отношением разности высот двух пунктов к длине участка, расположенной между этими пунктами. Уклон русла многих равнинных рек ничтожно мал. Так, например, уклон Волги от Волгограда до Астрахани составляет 0,00002, а Днепра от Каховки до Херсона - 0,00001. Это означает понижение уровня реки на 2 и 1 см соответственно на 1 км длины. Даже из этих цифр видно, что строительство ГЭС на Днепре и Волге должно было поставить их течение на грань состояния стоячей воды, что имеет место на некоторых участках этих рек. В зависимости от величины кинетической энергии воды, переносимой в реках, последние совершают два типа работы: 1) кинетическая энергия воды преодолевает силу тяжести и силу сцепления частичек, слагающих дно и стенки русла; 2) кинетическая энергия воды не достаточна для переноса частиц. Результатом первого вида работы является эрозия окружающих берегов; второго - отложение, аккумуляция материала и повышение дна.
Продовольственные запасы Мирового океана огромны. Здесь обитает 150 тыс. видов гидробионтов с общей массой приблизительно 30 млрд т. Масса водорослей составляет 1,7 млрд т, но они ежедневно производят почти в 10 раз больше органически веществ, чем остальные гидробионты, т. к. биологическая активность их превышает таковую других видов приблизительно в 200 раз.
Атмосфера Земли - это ее газовая (воздушная) оболочка, распространяющаяся до высот более 100 км. Атмосфера вращается вместе с Землей. У поверхности Земли современная атмосфера состоит в основном из азота (78,1%) и кислорода (21%). Давление и плотность воздуха с высотой убывают. На высоте 20-25 км находится слой озона, предохраняющий живые организмы на Земле от вредного для коротковолнового излучения. В атмосфере часто выделяют 5 слоев: тропосфера (достигает на экваторе толщины 16-18 км), стратосфера (доходит до 55 км), мезосфера (достигает высоты 80 км, у верхней границы температура 80-90 ˚С), ионосфера (расположена до высоты 800 км, оказывает значительное влияние на распространение радиоволн), экзосфера (простирается от ионосферы до 2000-3000 км, эффективная температура порядка 2000 ˚С). Для атмосферы Земли характерен так называемый парниковый эффект, обуславливаемый поглощением молекулами H2O, CO2 и O3 теплового излучения нагретого солнечными лучами поверхности планеты. Техногенная деятельность человека резко увеличила в атмосфере содержание углекислого газа CO2, в этой связи парниковый эффект представляет опасность для здоровья людей.
Воздух в атмосфере загрязнен: даже над открытым морем в 1 см3 содержится более 1000 пылинок. В атмосферу с земной поверхности непрерывным потоком поступают всевозможные примеси, порождаемые геохимическими и биологическими процессами, а также человеческой деятельностью. Прежде чем вернуться на Землю, в почву или воды, эти вещества вместе с потоками воздуха странствуют в атмосфере, участвуя в микрохимических и микрофизических процессах.
Магнитосфера Земли простирается на десятки и даже сотни тысяч километров. Состояние магнитосферы определяется взаимодействием магнитного поля Земли с потоками космических, особенно высокоэнергетических, частиц. Конфигурация силовых линий магнитного поля Земли такова, что движущиеся по ним частицы попадают в так называемые ловушки, курсируя от Северного полушария в Южное и обратно. Магнитные ловушки подобно озоновому слою защищают живые организмы Земли от вредных для них излучений. К сожалению, техническая деятельность человечества не только разрушает не только озоновый слой, но и магнитные ловушки. Проблемы с озоновым слоем стали предельно актуальными уже в наши дни. Проблемы с магнитными ловушками ожидают человечество в будущем, возможно весьма недалеком.
Магнитные явления, наблюдаемые на земной поверхности, в атмосфере и космосе, дают основание считать Землю огромным магнитом с двумя четко выраженными магнитными полюсами. Северный магнитный полюс находится в Северной Америке на полуострове Ботия (70˚5'3'' северной широты и 96˚45'3'' западной долготы). Южный магнитный полюс находится в Антарктиде на станции Восток (75˚6' южной широты и 154˚8' восточной долготы). Линии магнитных сил образуют магнитные меридианы, которые не совпадают с географическими. В действии магнитных сил встречаются аномалии, которые иногда имеют распространение на тысячи километров. Имеют место и магнитные бури, благодаря которым возникают серьезные радиопомехи, вплоть до прекращения связи. Установлено, что магнитные бури тесно связаны с полярными сияниями и имеют 11-летнюю периодичность, совпадающую с 11-летней периодичностью возникновения солнечных пятен. Магнитное поле Земли имеет яркую историю, его изучает палеомагнетизм. Этой наукой были установлены два важнейших факта: 1) полярность магнитного поля Земли несколько раз менялась на протяжении истории ее развития; 2) расположение континентов относительно магнитных полюсов радикально менялось, подчиняясь определенной системе. Эти факты означают не просто перемещение магнитных полюсов, но и то, что континенты меняют магнитную ориентацию относительно друг друга. Последнее является надежным доказательством дрейфа континентов.
4. Асимметричность процессов, протекающих в геосферах
Поверхность Земного шара и процессы, протекающие в его оболочках, обладают ярко выраженной асимметричностью, которую удобнее рассмотреть на ряде примеров.
1. Возьмем глобус, сделанный из мягкого материала (папье-маше, поролона), и будем протыкать его длинной спицей насквозь так, чтобы спица проходила через центр глобуса. Тогда если мы войдем в глобус та, где суша, то обязательно выйдем там, где море. То есть участки суши и участки моря симметричны относительно центра Земного шара. Следует отметить, что мелководные прибрежные зоны морей (шельфы) и глубоководные регионы Мирового океана будут симметричны относительно центра Земного шара. Особенно наглядны в этом смысле Арктика и Антарктика. В центре Арктики находится океан, покрытый в основном плавающим льдом, который к тому же активно перемещается в пределах Северного Ледовитого океана. Так, например, «папанинская четверка», высаженная в июне 1937 г. на Северном полюсе, в феврале 1938 г. оказалась в Гренландском море - этот путь проделала выбранная для дрейфа льдина.
2. Тепловой режим Северного и Южного полушарий асимметричен. Тепловой экватор, т.е. линия, соединяющая точки на Земном шаре, где наблюдается максимальная среднегодовая температура, смещены от географического экватора к северу в среднем на 10˚. Таким образом, северное полушарие более теплое, чем Южное. Действительно, в Северном полушарии самая низкая температура составляет -70˚С, а в Южном полушарии -90˚С. Кроме того, в Южном полушарии расположен абсолютный полюс ветров (в Антарктиде) и «ревущие сороковые» широты - зона постоянных бурь и ураганов.
Над Арктикой и Антарктикой Земля теряет большую часть своего уходящего в космос тепла. Арктика включает в себя окраины материков Евразии и Северной Америки и почти весь Северный Ледовитый океан со всеми его островами (кроме норвежских), а также прилегающие части Атлантического и Тихого океанов. Среднелетние температуры в Арктике не превышают 10˚С. Антарктида - самый высокий материк. Средняя высота его - 2040 км. Средняя толщина льда - более 1740 км. Только 2% площади материка свободно ото льда.
3. Тепловой режим Восточного и Западного полушарий также асимметричен. В Америке, например, климат гораздо более умеренный, чем в Азии. Это объясняется тем, что основные горные хребты Азии расположены по параллелям (Тянь-Шань, Гималаи), и воздушные массы, поднимающиеся в экваториальной части Азии, не могут продвигаться на Север в полном объеме. Поэтому так резко климаты Индостана, Индокитая отличаются от климата Монголии, Маньчжурии, где значительные части территорий содержат в себе многолетнемерзлые грунты. При дальнейшем продвижении на Север есть и вторая цепь горных хребтов, расположенных по параллелям (Становой и Яблоневый хребты). Вследствие этого в Восточной Сибири зимой имеет место устойчивый антициклон и, как следствие этого, - низкие отрицательные температуры.
В западном полушарии больше воды, чем в Восточном, и это смягчает американский климат. Кроме того, Северная Америка с обеих сторон омывается мощными течениями (Гольфстримом и Северным Тихоокеанским).
5. Современные концепции развития геосфер
Разработка неклассической концепции глобальной эволюции Земли позволила с новых позиций представить развитие геосферных оболочек. Речь отнюдь не идет о констатации фактов, они интерпретируются в принципиально новой концептуальной манере. Именно в этой связи ниже рассматривается развитие геосферных оболочек.
В неклассической концепции глобальной эволюции Земли в объяснении динамических истоков развития геосферных оболочек решающее значение придается: однородности химического состава первичной Земли; изменению ее термодинамических состоянием под воздействием энергетических потоков; приобретению расплавленным веществом Земли текуче-подвижных состояний, приводящих к химико-плоскостной дифференциации этого вещества; образованию в результате дифференциации вещества Земли ее геосферных оболочек; эволюции геосферных оболочек в процессе непрекращающихся изменений динамических потенциалов Земли.
Энергетическая динамика Земли определяется в основном тремя составляющими: энергией гравитации (ок. 82%), энергией радиоактивного распада (ок. 12%), приливной энергией (ок. 4%). Что касается солнечной энергии, то она, частично поглощаясь внешними геосферными оболочками, отражается ими же в космос. Следует отметить, что Земля стала тектонически активной далеко не сразу, а лишь после ее разогрева, который из-за наличия приливных сил (высота волн прилива достигала 1 км) оказался наибольшим в приповерхностных слоях планеты. Тепловая энергия из поверхности планеты постепенно разогревала все ее вещество, переводя его в расплавленное состояние. Вещества Земли, обладавшие наибольшей плотностью, стали диффундировать в центр планеты.
Было время, когда Земля не была дифференцирована на геосферные оболочки, которые, подобно всем космическим объектам, возникают, проходят некоторые этапы своей эволюции и умирают. Все геосферные оболочки являются результатом дифференциации вещественного состава первичной Земли. Возникнув однажды, они приобретают относительную самостоятельность и становятся геодинамически активными.
Таково представление в свете неклассической концепции глобальной эволюции Земли. Несколько выше была рассмотрена история развития геосфер также с точки зрения неклассической концепции.
ΙΙΙ. Заключение
Земля - уникальный космический объект. Планетарный взгляд на все происходящие на Земле процессы сформировался в эпоху Великих географических открытий. Эта эпоха охватывает XV - XVΙΙ вв., когда человек сумел взглянуть на Земной шар как на единое целое. Ориентация на такой «взгляд» определила «дух» всей последующей эпохи, вплоть до середины XX столетия (до исчезновения «белых пятен» на планете). Все устремления того периода были направлены на достижение полноты представлений о Земном шаре, что стало возможным в XX в. благодаря появлению аэрофотосъемки, а затем благодаря возможностям фотографировать Землю из космоса. После этого появилась возможность сформулировать исходные понятия физической географии, создать фундамент для исследования земных оболочек, геосфер. Этот период можно назвать «перевалом», преодолев который, одна из важнейших наук естествознания - география превратилась в строгую науку, и началось активное изучение геосфер.
Современная геология констатирует тот факт, что Земля имеет сложную и еще недостаточно изученную историю развития. Земля - это объект, который продолжает находиться в процессе становления. Поэтому изучение строения Земли актуально и по сей день. В своей работе я постараюсь перечислить и дать характеристику основным геосферным оболочкам Земли. А также раскрыть концепции развития геосфер в современном естествознании и эксперименты современных ученых, пополнившие картину недр Земли.
Использованная литература:
-
В. А. Канке. Концепции современного естествознания. М.: Логос, 2004.
-
Забелин И. М. Физическая география в современном естествознании: вопросы истории и теории. М.: Наука, 1978.
-
Остроумов Г. Анатомия земного шара, какой она представляется сегодня // Наука и жизнь. 1996. №6.
-
Резанов И. А. История взаимодействия наук о Земле. М.: Наука, 1998.
-
Фишер Д. Рождение Земли. М.: Мир, 1990.















