Склад, компоненти, будова і властивості географічної оболонки Землі

Досягнення в галузі сейсмології дали людству більш докладне знання про Землю та шари, з яких вона складається. Кожен шар має власні властивості, склад та характеристики, які впливають на основні процеси, що відбуваються на планеті. Склад, будова і властивості географічної оболонки визначаються її основними складовими.

Уявлення про Землю в різні часи

Здавна люди прагнули зрозуміти формування і склад Землі. Найраніші припущення носили виключно ненауковий характер, у вигляді міфів або релігійних байок з участю богів. В період античності і середньовіччя виникло декілька теорій про походження планети і її належного складу. Найбільш давні теорії уявляли землю у вигляді плоскої сфери або куба. Вже в 6 столітті до нашої ери грецькі філософи стали міркувати про те, що земля справді кругла і має у своєму складі мінерали і метали. У 16 столітті Едмундом Галлеем було висунуто припущення про те, що Земля складається з концентричних сфер, а всередині є полою. На початку 19 століття гірнича справа і промислова революція сприяли стрімкому розвитку науки про землю. Було виявлено, що скельні освіти були розташовані по порядку їх формування в часі. Одночасно, геологи та дослідники почали розуміти, що вік скам'янілості може бути визначений з геологічної точки зору.

Дослідження хімічної і геологічної складу

Будова та властивості географічної оболонки відрізняється від інших верств за хімічним і геологічного складу, а також величезні відмінності є в температурі і тиску. Сучасне наукове розуміння внутрішньої структури Землі ґрунтується на висновках, зроблених з допомогою сейсмічного моніторингу разом з вимірами гравітаційного і магнітного полів. До початку 20 століття розвиток радіометричного датування, яке використовується для визначення віку мінералів і гірських порід, що дало можливість отримання більш точних даних щодо дійсного віку Землі, що становить приблизно 4-45 мільярда років. Розвиток сучасних методів видобутку корисних копалин і дорогоцінних металів, а також зростаюче уваги до важливості мінералів і їх розподіл природних також сприяли стимулюванню розвитку сучасної геології, в тому числі знання про те, які верстви входять до складу географічної оболонки землі.

Будова і властивості географічної оболонки

Геосфера включає в себе гідросферу, опускаючись приблизно на глибину десяти кілометрів над рівнем моря, земну кору і частину атмосфери, простягаючись у висоту до 30 кілометрів. Найбільша відстань оболонки варіюється в межах сорока кілометрів. Цей шар відчуває на собі вплив як наземних, так і космічних процесів. Речовини зустрічаються в 3 фізичних станах, і можуть складатися з найдрібніших елементарних частинок, таких як атоми, іони і молекули, а також включати безліч додаткових багатокомпонентних конструкцій. Будова географічної оболонки, як правило, розглядають у вигляді спільності природних та соціальних явищ. Компоненти географічної оболонки представлені у вигляді гірських порід в земній корі, повітря, води, ґрунту і біогеоценозів.

Характерні особливості геосферы

Будова і властивості географічної оболонки передбачають наявність важливого ряду характерних особливостей. До них належать: цілісність, кругообіг матерії, ритм і постійний розвиток.

Цілісність визначається за підсумками безперервного обміну речовинами та енергією, а поєднання всіх складових поєднує їх в одне матеріальне ціле, де трансформація будь-якого з ланок може призвести до глобальних змін у всіх інших.

Географічна оболонка характеризується наявністю циклічного круговороту матерії, наприклад, атмосферної циркуляції і океанічних поверхневих течій. Більш складні процеси супроводжуються зміною агрегатного складу речовини (кругообіг води в природі). В інших циклах є хімічне перетворення матерії або так званий біологічний цикл.

Ще однією особливістю оболонки є її ритм, тобто повторення в часі різних процесів і явищ. Викликано це здебільшого з волі астрономічних і геологічних сил. Є 24-х часові ритми (зміна дня і ночі), річні ритми (зміна пір року), ритми, що відбуваються протягом століття (наприклад, 30-річні цикли, в яких спостерігаються коливання клімату, льодовиків, рівнів озер та обсягів річок). Є навіть ритми, що відбуваються протягом століть (наприклад, чергування фази прохолодного і вологого клімату з фазою гарячого і сухого, відбуваються раз в 1800-1900 років). Геологічні ритми можуть тривати від 200 до 240 мільйонів років і так далі.

Будова і властивості географічної оболонки безпосередньо пов'язані з безперервністю розвитку.

Безперервний розвиток

Є деякі результати та особливості безперервного розвитку. По-перше, існує місцевий розподіл материків, океанів і морського дна. На це розмежування впливають просторові особливості географічної структури, в тому числі географічна і висотна зональність. По-друге, існує полярна асиметрія, яка виявляється у наявності істотних відмінностей Північного і Південного півкуль. Це проявляється, наприклад, у розподілі материків і океанів, кліматичних поясів, складу флори і фауни, видах і формах рельєфу і ландшафтів. По-третє, розвиток у геосфере нерозривно пов'язане з просторовою і природною неоднорідністю. Це, в кінцевому підсумку, призводить до того, що в різних регіонах одночасно можуть спостерігатися різні рівні еволюційного процесу. Наприклад, стародавній льодовиковий період в різних частинах землі почався і закінчився в різний час. У певних природних областях клімат стає більш вологим, в той час, як в інших спостерігається зовсім протилежна картина.

Літосфера

Будова географічної оболонки включає в себе такий компонент, як літосфера. Це тверда, зовнішня частина землі, що тягнеться на глибину близько 100 кілометрів. Цей шар включає кору і верхню частину мантії. Самий міцний і твердий шар Землі пов'язують з таким поняттям, як тектонічна активність. Літосфера розділена на 15 великих літосферних плит: північно-американська, карибська, південноамериканська, шотландська, антарктична, євразійська, аравійська, африканська, індійська, філіппінська, австралійська, тихоокеанська, Хуан де Фука, Кокос та Наска. Складу географічної оболонки Землі на цих ділянках характеризується наявністю різних типів порід літосферної кори і мантії. Літосферна кора характеризується континентальним гнейсів і океанічним габро. Нижче цієї межі, в верхніх шарах мантії, зустрічається перидотит, породи в основному складаються з мінералів олівіну і піроксену.

Взаємодія компонентів

До складу географічної оболонки входять чотири природні геосферы: літосфера, гідросфера, атмосфера і біосфера. Вода випаровується з морів і океанів, вітри переміщують повітряні потоки на суходіл, там утворюються і випадають опади, які повертається в світовий океан різними шляхами. Біологічний цикл рослинного царства полягає в перетворенні неорганіки в органіку. Після загибелі живих організмів органічні речовини повертаються в земну кору, поступово трансформуючись у неорганічні.

Найважливіші властивості

Властивості географічної оболонки:

Можливість акумулювання та перетворення енергії сонячного світла.

Наявність вільної енергії, необхідної для великої кількості різноманітних природних процесів.

Унікальна здатність виробляти біологічну різноманітність і служити природним середовищем для життя.

Властивості географічної оболонки включають величезну різноманітність хімічних елементів.

Енергія надходить як із космосу, так і з глибинних земних надр.

Унікальність географічної оболонки полягає в тому, що на стику літосфери, атмосфери і гідросфери зародилася органічна життя. Саме тут з'явилося і розвивається досі все людське суспільство, використовуючи для своєї життєдіяльності необхідні ресурси. Географічна оболонка покриває всю планету, тому її називають планетарним комплексом, що включає в себе гірські породи в складі земної кори, повітря і воду, ґрунт і величезне біологічне різноманіття.