1.Земля, как и другие планеты, имеет оболочечное строение. К внешним оболочкам относятся атмосфера и гидросфера. Твердое тело Земли состоит из земной коры, мантии и ядра.

Земная кора — первая оболочка твердого тела Земли, имеет мощность 30 — 40 км.

От мантии земная кора отделена сейсмическим разделом, названным границей Мохо, от фамилии югославского ученого А. Мохоровичича (1857—1936), открывшего этот «сейсмический раздел».

Выделяют четыре типа земной коры, они соответствуют четырем наиболее крупным формам поверхности Земли (рис. 2.4). Первый тип называется материковым, его мощность 30—40 км, под молодыми горами она увеличивается до 80 км.

Наиболее распространено деление ее на три слоя: осадочный, гранитный и базальтовый. Осадочный слой состоит из известняков, глин, песков, мощность его до 15 — 20 км. Мощность гранитного слоя равна 10—15 км. Базальтовый слой сложен метаморфизованными основными и ультраосновными породами мощностью до 10—15 км. второй слой называется гранитно-метаморфическим, так как собственно гранитов в нем почти нет, сложен он гнейсами и кристаллическими сланцами. Третий слой — гранулитобазитовый, его образуют сильнометаморфизованные горные породы. Второй тип земной коры — переходный, или геосинклинальный, —соответствует переходным зонам (геосинклиналям). Расположены

переходные зоны у восточных берегов материка Евразии, у восточных и западных берегов Северной и Южной Америки. Классическое строение их трехчленное: котловина окраинного моря, островные дуги и глубоководный желоб. Под котловинами морей и глубоководными желобами нет гранитного слоя, земная кора состоит из осадочного слоя повышенной мощности и базальтового.

Гранитный слой появляется только в островных дугах. Средняя мощность г еосинклинального типа земной коры 15 — 30 км.

Третий тип — океаническая земная кора, соответствует ложу океана, мощность коры 5—10 км. Имеет двухслойное строение:

первый слой — осадочный, образован глинисто-кремнисто-карбонатными породами; второй слой состоит из полнокристаллических магматических пород основного состава (габбро). Между осадочным и базальтовым слоями выделяется промежуточный слой, состоящий из базальтовых лав с прослоями осадочных пород. Поэтому иногда говорят о трехслойном строении океанической коры.Четвертый тип — рифтогенная земная кора, она характерна для срединно-океанических хребтов, ее мощность 1,5—2 км. В срединно-океанических хребтах близко к поверхности подходят породы мантии. Мощность осадочного слоя 1 — 2 км, базальтовый слой в рифтовых долинах выклинивается.

Существуют понятия «земная кора» и «литосфера». Литосфера — каменная оболочка Земли, образованная земной корой и частью верхней мантии. Мощность ее составляет 150 — 200 км,ограничена астеносферой. Только верхняя часть литосферы называется земной корой.

Мантия по объему составляет 83 % объема Земли и 68 % ее массы. Плотность вещества возрастает до 5,7 г/см3 На границе с ядромтемпература увеличивается до 3800 °С, давление — до 1,4- 10й

Па.

Выделяют верхнюю мантию до глубины 900 км и нижнюю — до 2900 км. В верхней мантии на глубине 150 — 200 км присутствует астеносферный слой. Астеносфера (греч. asthenes — слабый) — слой пониженной твердости и прочности в верхней мантии Земли. Астеносфера — основной источник магмы, в ней располагаются очаги питания вулканов и происходит перемещение литосферных

плит. Ядро занимает 16% объема и 31% массы планеты. Температура в нем достигает 5000 °С, давление — 37-1011

Па, плотность — 16 г/см3 Ядро делится на внешнее, до глубины 5100 км, и внутреннее.Внешнее ядро — расплавленное, состоит из железа или металлизованных силикатов, внутреннее — твердое, железоникелевое.

От плотности вещества зависит масса небесного тела, масса определяет размеры Земли и силу тяжести. Наша планета имеет

достаточные размеры и силу тяжести, она удержала гидросферу и атмосферу. В ядре Земли происходит металлизация вещества, обусловливая образование электрических токов и магнитосферы.

Атмосфера — воздушная оболочка Земли, удерживаемая силой притяжения и участвующая во вращении планеты. Сила земного притяжения удерживает атмосферу вблизи поверхности Земли. Наибольшее давление и плотность атмосферы наблюдаются уземной поверхности, по мере поднятия вверх давление и плот-

ность уменьшаются. На высоте 18 км давление убывает в 10 раз,на высоте 80 км — в 75 ООО раз. Нижней границей атмосферы является поверхность Земли. Верхней границей условно принята

высота 1000-1200 км. Доказательства существования атмосферы следующие:

— на высоте 22—25 км в атмосфере располагаются перламутровые облака;

— на высоте 80 км бывают видны серебристые облака;

— на высоте около 100—120 км наблюдается сгорание метеоритов, т.е. здесь атмосфера обладает еще достаточной плотностью;

— на высоте около 220 км начинается рассеивание света газа-

ми атмосферы (явление сумерек);

— полярные сияния начинаются примерно на высоте 1000—

1200 км, данное явление объясняется ионизацией воздуха корпускулярными потоками, идущими от Солнца. Эта высота и принимается за верхнюю границу атмосферы. Сильно разреженная атмосфера простирается до высоты 20 000 км, она образует земную корону, незаметно переходя в межпланетный газ. Газовый

хвост планеты простирается на 100 000 км.

Атмосфера, как и планета в целом, вращается против часовой стрелки с запада на восток. Из-за вращения она приобретает форму эллипсоида, т. е. толщина атмосферы у экватора больше, чем вблизи полюсов. Атмосфера связана с другими геосферами тепло-влагообменом. Энергией атмосферных процессов служит электромагнитное излучение Солнца.

По температурному режиму и другим свойствам атмосферу подразделяют на несколько слоев: тропосфера, стратосфера, мезосфера, термосфера и экзосфера. Два нижних слоя активно участвуют в круговоротах, взаимодействуя с другими геосферами географической оболочки, именно здесь формируются воздушные массы.

Тропосфера простирается до высоты 18 км на экваторе, 10 —12 км в умеренных широтах, 8 —9 км в полярных широтах. Онаотделяется от стратосферы узким переходным слоем мощностью 1 — 2 км — тропопаузой. Температура в тропосфере уменьшается в среднем на 0,6 °С на каждые 100 м. Если на поверхности Земли температура равна +15°С, на верхней границе тропосферы она равна от - 55 °С до - 50 °С. В тропосфере происходят интенсивные горизонтальные (адвекция) и вертикальные (конвекция) перемещения воздуха. Нижний слой тропосферы, примыкающий не-

посредственно к земной поверхности, называют приземным слоем.

Физические процессы в этом слое весьма своеобразны: резко вы-ражены суточные и сезонные колебания всех метеоэлементов:

температуры, влажности, осадков, ветров. В пятикилометровом слое тропосферы заключено 90 % всего водяного пара, 50 % всего воздуха.

Влияние земной поверхности простирается приблизительно до высоты 20 км, а далее нагревание воздуха происходит непосред-

ственно Солнцем. Таким образом, граница географической оболочки, лежащая на высоте 20 — 25 км, определяется в том числе и тепловым воздействием земной поверхности. На этой высоте исчезают широтные различия в температуре воздуха и географическая зональность размывается.

Стратосфера простирается до высот 50 — 55 км, отделяется омезосферы стратопаузой. В нижней части стратосферы температура воздуха постоянна, здесь располагается изотермический слой.

Начиная с высоты 22 км температура воздуха начинает повышаться, на верхней границе стратосферы она достигает 0 °С. Повышение температуры объясняется наличием здесь озона, поглощающего солнечную радиацию. В стратосфере происходят интенсивные горизонтальные перемещения воздуха, скорость воздушных

потоков достигает 300—400 км/ч. Воды в стратосфере мало, только на высоте 22 —25 км образуются перламутровые облака, состоящие из переохлажденных ледяных капель. В стратосфере содержится менее 20 % воздуха атмосферы.

Мезосфера располагается на высотах от 55 до 80 км, в этом слое температура воздуха с высотой уменьшается и вблизи верхней границы падает до -80 °С. В верхней мезосфере на высоте 80 км в сумерки видны серебристые облака. Природа их еще не изучена, предполагают, что они состоят из смерзшихся газов.

В термосфере температура воздуха быстро растет с высотой и

достигает 1000 °С на высоте 800 км. Рост температуры объясняется поглощением солнечной радиации, вызывающей увеличение скорости движения молекул.

Выше на высотах от 800 до 1200 км располагается сфера рассеяния —• экзосфера. Как показывают расчеты, вследствие поглощения корпускулярного излучения Солнца температура экзосферы

может увеличиться до 15 000 °С. При такой температуре молекулы легких газов развивают скорость до 11 200 м/с и покидают сферу притяжения Земли.

Сравнительный анализ атмосфер планет земной группы, планет-гигантов и атмосферы Земли позволяет сделать следующие выводы. Атмосфера Земли прошла в своем развитии три этапа.

Первичная атмосфера планеты состояла из водорода и гелия —газов первичного протопланетного облака. Такая атмосфера наблюдается у планет-гигантов. Очевидно, из-за большого притяжения планет и удаленности от Солнца они сохранили первичные атмосферы. Планеты земной группы первичные атмосферы потеряли.

На втором этапе благодаря разогреву недр, вулканической активности и дегазации мантии началось выделение углекислого газа,аммиака, метана, паров воды — сформировалась вторичная атмосфера. Сейчас подобные атмосферы наблюдаются у Марса и Венеры, они на 95 % состоят из углекислого газа. Вероятно, подобная атмосфера была у Земли. И в настоящее время водяной пар и углекислый газ составляют основную часть вулканических

газов современных извержений, количество воды достигает 20 % от объема изливающихся базальтов. Понадобилось длительное время, прежде чем произошло связывание большого количества углекислого газа и накопление свободного азота и кислорода в атмосфере. Гидросфера — водная оболочка Земли, включающая всю химически несвязанную воду и удерживаемая у поверхности силой тяжести. В состав гидросферы включаются все природные воды Земли, участвующие в глобальном круговороте веществ, в том числе подземные воды в верхней части земной коры, атмосферная влага и вода живых организмов (В. Н. Михайлов, А. Д. Добровольский,1991). Верхняя граница гидросферы проводится по поверхности

океана, так как пары воды в атмосфере составляют очень небольшую часть гидросферы. Нижняя граница гидросферы проводится по дну океана, в литосфере — по границе распространения подземных вод, т.е. на глубине несколько сот метров. Химически связанная вода — это вода в минералах, в состав гидросферы она не

включается.Некоторые ученые придерживаются другой точки зрения.

С.В.Калесник (1955) к гидросфере относил только воды Мирового океана. По мнению Ф. Н. Милькова (1990), собственно сфе-

рой являются лишь воды Мирового океана и внутриматериковые водоемы. Пары воды в атмосфере следует называть рассеянной гидросферой, а подземные воды — погребенной гидросферой. По мнению автора, все воды суши, составляющие около 6 % Главная масса воды сосредоточена в океанах — 1370,0 млн км

или 94,2 % (97,2 %, по другим данным) всей воды гидросферы. Изних около 35тыс.км3 приходится на айсберги — большой резерв чистой воды.

Второе место занимают подземные воды — 60 млн км3(4,12 %).

В зоне активного водообмена циркулирует около 4 млн км3 По мнению ученых, в 10—15-километровой толще литосферы нахо-

дится около 150 млн км воды, не участвующей во влагообороте, но представляющей собой резерв жидкой воды.

Третье место по объему воды занимают полярные ледники, в них сосредоточено 24 млн км воды. Эти воды также представляют собой резерв пресной воды, который в ряде стран уже используют. В полярных ледниках^заключено около 90 % запасов пресной воды на Земле.

Поверхностные воды суши сосредоточивают небольшую долю

воды планеты. Объем озерной воды оценивается в 278 тыс. км рек всего в 1,2 тыс. км. Единовременный запас пресной воды на Земле составляет около 32 млн км — ледники, пресные озера,реки и пресные подземные воды (Л.П. Шубаев, 1977).