Потекло и формирање на хидросферата. Појавата на атмосферата и хидросферата на Земјата и нивната улога во појавата на животот

Вовед

1. Хипотези за потеклото на Земјата и нивното образложение

2. Формирање на внатрешните обвивки на Земјата во процесот на нејзината геолошка еволуција

2.1 Главни фази на еволуцијата на Земјата

2.2 Внатрешни обвивки на Земјата

3.1 Хидросфера

3.2 Атмосфера

Заклучок

Археј и протерозој се двете најголеми епохи, во текот на кои почна да се формира живот на ниво на микроорганизми. Овие две епохи се комбинираат во „надера“ - криптозоик (времето на скриениот живот). Првите повеќеклеточни организми се појавија на самиот крај на протерозоикот пред околу 600 милиони години.

Пред приближно 570 милиони години, кога на Земјата практично се формираа поволни услови за живот, започна брзиот развој на живите организми. Од овој момент започна „времето на очигледниот живот“ - Фанерозоикот. Овој сегмент од геолошката историја е поделен на 3 епохи - палеозојски, мезозојски и кенозоик. Последната ера, од гледна точка на гео- и биологијата, продолжува до ден-денес. Треба да се напомене дека појавата и развојот на животот на земјата доведе до значителна промена во цврстата обвивка на Земјата (литосфера), хидросферата и атмосферата, а појавата на интелигентен живот (луѓето) во краток временски интервал предизвика глобални промени во еволуцијата на планетата. Мезозојската ера се карактеризира со активни манифестации на магматска активност и интензивен процес на планинско градење. Во оваа ера доминирале диносаурусите.

Разликите во составот на карпите од една до друга ера, пак, се должат на наглите промени во природните, климатските и физичките услови на планетата. Утврдено е дека климата на Земјата се менувала многу пати, периодите на затоплување отстапиле место на остри студени бранови, а се појавиле и пораст и опаѓање на копнените маси. Имаше и големи вселенски катастрофи: судири со метеорити, комети и астероиди. На Земјата се откриени голем број големи кратери на метеорити. Најголемиот од нив на полуостровот Јукатан има дијаметар од повеќе од 100 km; неговата старост - 65 милиони години - практично се совпаѓа со крајот на креда и почетокот на палеогенскиот период. Многу палеонтолози го поврзуваат исчезнувањето на диносаурусите со оваа голема катастрофа.

Промените во климата и температурата во голема мера се должат на астрономски фактори: наклонот на земјината оска (променета многу пати), нарушувања на џиновските планети, активноста на Сонцето и движењето на Сончевиот систем околу Галаксијата. Според една хипотеза, наглите климатски промени се случуваат еднаш на секои 210-215 милиони години (галактички година), кога Сончевиот систем, вртејќи се околу центарот на Галаксијата, поминува низ облак со гас и прашина. Ова придонесува за слабеење на сончевото зрачење и, како резултат на тоа, ладење на планетата. Во овие моменти на Земјата започнува леденото доба - се појавуваат и растат поларните капи. Последното ледено доба започнало пред приближно 5 милиони години и продолжува до денес. Леденото доба се карактеризира со периодични температурни флуктуации (на секои 50 илјади години). За време на студени бранови (ледено доба), глечерите може да се шират од половите до екваторот до 30-40 степени. Сега живееме во „меѓуглацијалниот“ период на леденото доба. Наследството на Леденото доба е зоната на вечниот мраз (во Русија, повеќе од половина од нејзината територија).

2.2 Внатрешни обвивки на Земјата

Во моментов, познато е дека Земјата има јадро кое главно се состои од железо и никел. Супстанциите што содржат полесни елементи (силициум, магнезиум и други) постепено „пливаа“, формирајќи ја обвивката и кората на Земјата. Најлесните елементи станаа дел од океаните и примарната атмосфера на Земјата. Материјалите што ја сочинуваат цврстата Земја се непроѕирни и густи. Затоа, нивното истражување е можно само до длабочините што сочинуваат незначителен дел од радиусот на Земјата. Најдлабоките бунари кои се дупчат и моментално достапни проекти се ограничени на длабочини од 10-15 km, што е нешто повеќе од 0,1% од радиусот. Затоа, информациите за длабоката внатрешност на Земјата се добиваат само со помош на индиректни методи. Тие вклучуваат сеизмички, гравитациски, магнетни, електрични, електромагнетни, термички, нуклеарни и други методи. Најсигурен од нив е сеизмички. Се заснова на набљудување на сеизмички бранови генерирани во цврстата Земја за време на земјотреси. Сеизмичките бранови овозможуваат да се добие идеја за внатрешната структура на Земјата и промената на физичките својства на супстанцијата на внатрешноста на земјата со длабочина.

Сеизмичките бранови се од два вида: надолжни и попречни. Во надолжните бранови, честичките се движат по насоката, во попречните бранови - нормално на оваа насока. Брзината на надолжните бранови е поголема од онаа на попречните бранови. Кога сеизмичкиот бран ќе наиде на кој било интерфејс, тој се рефлектира и прекршува. Со набљудување на сеизмичките вибрации, може да се одреди длабочината на границите на кои се случуваат промени во својствата на карпите и големината на самите промени.

Брановите на смолкнување не можат да се пропагираат во течен медиум, така што присуството на бранови на смолкнување покажува дека литосферата е цврста до големи длабочини. Сепак, почнувајќи од длабочина од 3000 km, попречните бранови не можат да се шират. Оттука и заклучокот: внатрешниот дел на литосферата формира јадро, кое е во стопена состојба. Дополнително, самото јадро сè уште е поделено на две зони: внатрешно цврсто јадро и надворешно течно јадро (слој помеѓу 2900 и 5100 km).

Цврстата обвивка на Земјата е исто така хетерогена - има остар интерфејс на длабочина од околу 40 km. Оваа граница се нарекува површина на Мохоровичиќ. Областа над површината на Мохоровиќ се нарекува кора, под мантија.

Обвивката се протега на длабочина од 2900 km. Поделен е на 3 слоја: горен, среден и долен. Горниот слој, астеносферата, се карактеризира со релативно низок вискозитет на супстанцијата. Астеносферата содржи жаришта на вулкани. Намалувањето на точката на топење на супстанцијата астеносфера доведува до формирање на магма, која може да тече низ пукнатините и каналите во земјината кора на површината на Земјата. Средните и долните слоеви се во цврста, кристална состојба.

Горниот слој на Земјата се нарекува земјина кора и е поделен на неколку слоеви. Најгорните слоеви на земјината кора се состојат главно од слоеви на седиментни карпи, формирани од таложење на разни мали честички, главно во морињата и океаните. Овие слоеви содржат остатоци од животни и растенија кои ја населувале земјината топка во минатото. Вкупната дебелина (дебелина) на седиментните карпи не надминува 15-20 km.

Разликата во брзината на ширење на сеизмичките бранови на континентите и на дното на океаните доведе до заклучок дека постојат два главни типа на кора на Земјата: континентална и океанска.

Дебелината на кората од континентален тип е во просек 30-40 km, достигнувајќи 80 km на некои места под многу планини. Обично, под седиментните карпи, се разликуваат два главни слоја: горниот е „гранит“, близок по физички својства и состав до гранит, а долниот, кој се состои од потешки карпи - „базалт“ (се претпоставува дека се состои главно од базалт). Дебелината на секој од овие слоеви е во просек 15-20 km. Сепак, на многу места не е можно да се утврди границата помеѓу гранитните и базалтните слоеви.

Океанската кора е многу потенка (5-8 км). Во составот и својствата е блиску до супстанцијата на долниот дел од базалтниот слој на континентите. Но, овој тип на кора е карактеристичен само за длабоките области на океанското дно, најмалку 4 илјади m На дното на океаните има области каде што кората има континентална или среден тип структура.

3. Појавата на атмосферата и хидросферата на Земјата и нивната улога во појавата на животот

3.1 Хидросфера

земјена планета школка атмосфера хидросфера

Хидросферата е севкупноста на сите водни тела на Земјата (океани, мориња, езера, реки, подземни води, мочуришта, глечери, снежна покривка).

Најголем дел од водата е концентрирана во океанот, а уште помалку во континенталната речна мрежа и подземните води. Во атмосферата има и големи резерви на вода, во форма на облаци и водена пареа. Над 96% од волуменот на хидросферата е составен од мориња и океани, околу 2% се подземни води, околу 2% се мраз и снег, а околу 0,02% се копнени површински води. Дел од водата е во цврста состојба во форма на глечери, снежна покривка и вечен мраз, што ја претставува криосферата. Најголемиот дел од мразот се наоѓа на копно - главно на Антарктикот и Гренланд. Неговата вкупна маса е околу 2,42 * 10 22 g. Доколку овој мраз се стопи, нивото на Светскиот океан би се зголемило за околу 60 m. Во исто време, 10% од копното би било поплавено од морето.

Површинските води заземаат релативно мал дел од вкупната маса на хидросферата.

Историја на формирањето на хидросферата

Се верува дека кога Земјата се загреала, кората, заедно со хидросферата и атмосферата, настанала како резултат на вулканска активност - ослободување на лава, пареа и гасови од внатрешните делови на обвивката. Токму во форма на пареа дел од водата влезе во атмосферата.

Важноста на хидросферата

Хидросферата е во постојана интеракција со атмосферата, земјината кора и биосферата. Циркулацијата на водата во хидросферата и нејзиниот висок топлински капацитет ги изедначуваат климатските услови на различни географски широчини. Хидросферата испорачува водена пареа во атмосферата; водената пареа, поради апсорпцијата на инфрацрвените зраци, создава значителен ефект на стаклена градина , зголемување на просечната температура на површината на Земјата за околу 40 °C. Хидросферата влијае на климата на други начини. Во лето складира големи количини топлина и постепено ја ослободува во зима, ублажувајќи ги сезонските температурни флуктуации на континентите. Покрај тоа, тој ја пренесува топлината од екваторијалните области до умерените, па дури и поларните географски широчини.

Површинската вода игра витална улога во животот на нашата планета, бидејќи е главен извор на снабдување со вода, наводнување и снабдување со вода.

Присуството на хидросферата одигра одлучувачка улога во појавата на животот на Земјата. Сега знаеме дека животот започнал во океаните и поминале милијарди години пред копното да стане погодно за живеење.

3.2 Атмосфера

Атмосферата е обвивка од гас што ја опкружува Земјата и ротира со неа како единствена целина. Атмосферата се состои главно од гасови и разни нечистотии (прашина, капки вода, ледени кристали, морски соли, производи од согорување). Концентрацијата на гасовите што ја сочинуваат атмосферата е речиси константна, со исклучок на водата (H 2 O) и јаглерод диоксидот (CO 2). Содржината на азот по волумен е 78,08%, кислородот – 20,95%, а во помали количини содржат аргон, јаглерод диоксид, водород, хелиум, неон и некои други гасови. Долниот дел од атмосферата содржи и водена пареа (до 3% во тропските предели), на надморска височина од 20-25 km има слој од озон, иако неговото количество е мало, неговата улога е многу значајна.

Историја на формирање на атмосферата.

Атмосферата е формирана главно од гасови што ги ослободува литосферата по формирањето на планетата. Во текот на милијарди години, атмосферата на Земјата претрпе значителна еволуција под влијание на бројни физичко-хемиски и биолошки процеси: дисипација на гасови во вселената, вулканска активност, дисоцијација (расцепување) на молекулите како резултат на сончевото ултравиолетово зрачење, хемиски реакции помеѓу атмосферските компоненти и карпи, дишење и метаболизам на живите организми. Така, современиот состав на атмосферата значително се разликува од примарниот, кој се случил пред 4,5 милијарди години, кога била формирана кората. Според најчестата теорија, атмосферата на Земјата со текот на времето имала четири различни состави. Првично, тој се состоеше од лесни гасови (водород и хелиум) заробени од меѓупланетарниот простор. Ова е таканаречената примарна атмосфера (570-200 милиони години п.н.е.). Во следната фаза, активната вулканска активност доведе до заситеност на атмосферата со други гасови освен водород (јаглеводороди, амонијак, водена пареа). Така се формирала секундарната атмосфера (пред 200 милиони години - денес). Оваа атмосфера беше ресторативна. Понатаму, процесот на формирање на атмосферата беше одреден од следниве фактори:

· постојано истекување на водород во меѓупланетарниот простор;

· хемиски реакции кои се случуваат во атмосферата под влијание на ултравиолетово зрачење, молњски празнења и некои други фактори.

Постепено, овие фактори доведоа до формирање на терцијарна атмосфера, која се карактеризира со многу помалку водород и многу повеќе азот и јаглерод диоксид (формирани како резултат на хемиски реакции од амонијак и јаглеводороди).

Со појавата на живи организми на Земјата, како резултат на фотосинтезата, придружена со ослободување на кислород и апсорпција на јаглерод диоксид, составот на атмосферата почна да се менува. Првично, кислородот се трошеше за оксидација на редуцираните соединенија - јаглеводороди, црната форма на железо содржана во океаните итн. На крајот на оваа фаза, содржината на кислород во атмосферата почна да се зголемува. Постепено се формираше модерна атмосфера со оксидирачки својства.

За време на Фанерозоикот, составот на атмосферата и содржината на кислород претрпеа промени. Така, за време на периоди на акумулација на јаглен, содржината на кислород во атмосферата значително го надмина модерното ниво. Нивото на јаглерод диоксид може да се зголемило за време на периоди на интензивна вулканска активност. Неодамна, луѓето исто така почнаа да влијаат на еволуцијата на атмосферата. Резултатот од неговите активности беше постојано значително зголемување на содржината на јаглерод диоксид во атмосферата поради согорување на јаглеводородни горива.

Структурата на атмосферата.

Атмосферата има слоевит структура. Постојат тропосфера, стратосфера, мезосфера и термосфера. Тропосферата сочинува околу 80% од масата на атмосферата, стратосферата - околу 20%; масата на мезосферата не е поголема од 0,3%, термосферата е помала од 0,05% од вкупната маса на атмосферата.

Тропосферата е долниот, најпроучен слој на атмосферата, со височина од 8 - 10 km во поларните региони, до 10 - 12 km во умерените географски широчини и 16 - 18 km на екваторот. Тропосферата содржи приближно 80-90% од вкупната маса на атмосферата и речиси целата водена пареа. Во тропосферата се случуваат физички процеси кои предизвикуваат ова или она време. Сите трансформации на водената пареа се случуваат во тропосферата. Во него се формираат облаци и се формираат врнежи, циклони и антициклони, многу е развиено турбулентното и конвективното мешање.

Над тропосферата е стратосферата. Стратосферата се карактеризира со постојана или зголемена температура со висина и исклучителен сув воздух, речиси без водена пареа. Процесите во стратосферата практично немаат никакво влијание врз времето. Стратосферата се наоѓа на надморска височина од 11 до 50 km. Се карактеризира со мала промена на температурата во слојот од 11-25 km (долниот слој на стратосферата) и зголемување на температурата во слојот од 25-40 km од -56,5 до 0,8 ° C (горниот слој на стратосферата). Откако достигна вредност од околу 0°C на надморска височина од околу 40 km, температурата останува константна до надморска височина од околу 55 km. Овој регион со постојана температура се нарекува стратопауза и е граница помеѓу стратосферата и мезосферата. Токму во стратосферата се наоѓа озонската обвивка („озонската обвивка“) (на надморска височина од 15-20 до 55-60 км), што ја одредува горната граница на животот во биосферата.

Важна компонента на стратосферата и мезосферата е О 3, која се формира како резултат на најинтензивните фотохемиски реакции на надморска височина од ~ 30 km. Вкупната маса на O 3 би била слој со дебелина од 1,7-4,0 mm при нормален притисок, но тоа е доволно за да се апсорбира живото-уништувачкото УВ зрачење од Сонцето.

Следниот слој над стратосферата е мезосферата. Мезосферата започнува на надморска височина од 50 km и се протега на 80-90 km. Температурата на воздухот на надморска височина од 75-85 km паѓа на -88 °C. Горната граница на мезосферата е мезопаузата, каде што се наоѓа температурниот минимум; над тоа температурата повторно почнува да расте. Следно, започнува нов слој, кој се нарекува термосфера. Температурата таму брзо се зголемува, достигнувајќи 1000–2000 °C на надморска височина од 400 km. Над 400 km температурата речиси не се менува со надморската височина. Температурата и густината на воздухот во голема мера зависат од времето на денот и годината, како и од сончевата активност. За време на годините на максимална сончева активност, температурата и густината на воздухот во термосферата се значително повисоки отколку во годините на минимум.

Следна е егзосферата. Гасот во егзосферата е многу редок, а оттука неговите честички истекуваат во меѓупланетарниот простор (дисипација). Следно, егзосферата постепено преминува во таканаречениот близу вселенски вакуум, кој е исполнет со многу ретки честички на меѓупланетарен гас, главно атоми на водород. Но, овој гас претставува само дел од меѓупланетарната материја. Другиот дел се состои од честички прашина од кометарно и метеорско потекло. Покрај екстремно ретки честички прашина, во овој простор продира и електромагнетно и корпускуларно зрачење од сончево и галактичко потекло.

Значењето на атмосферата.

Атмосферата нè снабдува со кислород неопходен за дишење. Веќе на надморска височина од 5 km надморска височина, необучено лице почнува да доживува кислородно гладување и без адаптација, перформансите на една личност значително се намалуваат. Тука завршува физиолошката зона на атмосферата.

Густите слоеви на воздух - тропосферата и стратосферата - не штитат од штетните ефекти на зрачењето. Со доволно рефлексија на воздухот, на надморска височина од повеќе од 36 km, јонизирачкото зрачење - примарни космички зраци - има интензивен ефект врз телото; На надморска височина од повеќе од 40 километри, ултравиолетовиот дел од сончевиот спектар е опасен за луѓето.

Озонот, кој се наоѓа во горниот дел на атмосферата, служи како еден вид штит кој не штити од ефектите на ултравиолетовото зрачење од Сонцето. Без овој штит, тешко дека ќе беше возможен развојот на животот на копно во неговите современи форми.

Заклучок

Планетата Земја е формирана пред приближно 4,6 милијарди години и поминала низ неколку фази на еволуција. Во текот на овие периоди, површината на планетата постојано се менуваше: се формираше топографијата на планетата, се појави водена обвивка - хидросфера и гасна обвивка - атмосферата. Појавата на хидросферата и атмосферата беше почеток на појавата на живот на планетата. Така настанале првите живи организми во водната средина, а појавата на атмосферата придонела за нивно појавување на копно. И денес, на Земјата постојано се случуваат земјотреси и вулкански ерупции, на површината на Земјата постојано влијаат не само внатрешните процеси, туку и надворешните (ерозија под влијание на ветерот, водата, глечерите итн.), а човечката активност исто така има огромно влијание - ова сугерира дека нашата планета продолжува да се развива, а за неколку илјади години или повеќе нејзиниот изглед и состојба може значително да се променат.

Библиографија

1. Кожевников Н.М., Краснодембски Е.Г., Лајапцев А.В., Тулверт В.Ф. Концепти на модерната природна наука. – Санкт Петербург: Издавачка куќа на Државниот универзитет за економија и економија во Санкт Петербург, 1999 година.

2. Кирилин В.А. Страници од историјата на науката и технологијата. - М.: Наука, 1989 година.

3. Левитан Е.П. Универзум што се развива. М.: Образование, 1993 година.

4. Бакулин П.И., Кононович Е.В., Мороз В.И. Курс за општа астрономија. – М.: Наука, 1997 година.

5. http://ru.wikipedia.org

Кирилин В.А. Страници од историјата на науката и технологијата. – М.: Наука, 1989. – П.367.

Кожевников Н.М., Краснодембски Е.Г., Лајапцев А.В., Тулверт В.Ф. Концепти на модерната природна наука. – Санкт Петербург: Издавачка куќа на Државниот универзитет за економија и економија во Санкт Петербург, 1999. – Стр.141.

школка на планетата земјаатмосферска хидросфера

Најголем дел од водата е концентрирана во океанот, а уште помалку во континенталната речна мрежа и подземните води. Во атмосферата има и големи резерви на вода, во форма на облаци и водена пареа. Над 96% од волуменот на хидросферата е составен од мориња и океани, околу 2% се подземни води, околу 2% се мраз и снег, а околу 0,02% се копнени површински води. Дел од водата е во цврста состојба во форма на глечери, снежна покривка и вечен мраз, што ја претставува криосферата http://ru.wikipedia.org. Најголемиот дел од мразот се наоѓа на копно - главно на Антарктикот и Гренланд. Неговата вкупна маса е околу 2,42 * 10 22 g Ако Ако овој мраз се стопи, нивото на Светскиот океан би се зголемило за околу 60 m. Во исто време, 10% од копното би било поплавено од морето.

Површинските води заземаат релативно мал дел од вкупната маса на хидросферата.

Историја на формирањето на хидросферата

Важноста на хидросферата

Атмосфера

Атмосферата е обвивка од гас што ја опкружува Земјата и ротира со неа како единствена целина. Атмосферата се состои главно од гасови и разни нечистотии (прашина, капки вода, ледени кристали, морски соли, производи од согорување). Концентрацијата на гасовите што ја сочинуваат атмосферата е речиси константна, со исклучок на водата (H 2 O) и јаглерод диоксидот (CO 2). Содржината на азот по волумен е 78,08%, кислород - 20,95%, а во помали количини содржат аргон, јаглерод диоксид, водород, хелиум, неон и некои други гасови. Долниот дел од атмосферата содржи и водена пареа (до 3% во тропските предели), на надморска височина од 20-25 km има слој од озон, иако неговото количество е мало, неговата улога е многу значајна.

Историја на формирање на атмосферата.

· постојано истекување на водород во меѓупланетарниот простор;

Со појавата на живи организми на Земјата, како резултат на фотосинтезата, придружена со ослободување на кислород и апсорпција на јаглерод диоксид, составот на атмосферата почна да се менува. Првично, кислородот се трошеше за оксидација на редуцираните соединенија - јаглеводороди, железен облик на железо содржан во океаните итн. На крајот на оваа фаза, содржината на кислород во атмосферата почна да се зголемува. Постепено се формираше модерна атмосфера со оксидирачки својства.

Структурата на атмосферата.

Атмосферата има слоевит структура. Постојат тропосфера, стратосфера, мезосфера и термосфера. Тропосферата сочинува околу 80% од масата на атмосферата, стратосферата сочинува околу 20%; масата на мезосферата не е поголема од 0,3%, термосферата е помала од 0,05% од вкупната маса на атмосферата.

Над тропосферата е стратосферата. Стратосферата се карактеризира со постојана или зголемена температура со висина и исклучителен сув воздух, речиси без водена пареа. Процесите во стратосферата практично немаат никакво влијание врз времето. Стратосферата се наоѓа на надморска височина од 11 до 50 km. Карактеристично е мала промена на температурата во слојот од 11-25 km (долниот слој на стратосферата) и зголемувањето на температурата во слојот од 25-40 km од?56,5 до 0,8 ° C (горниот слој на стратосферата). Откако достигна вредност од околу 0°C на надморска височина од околу 40 km, температурата останува константна до надморска височина од околу 55 km. Овој регион со постојана температура се нарекува стратопауза и е граница помеѓу стратосферата и мезосферата. Токму во стратосферата се наоѓа озонската обвивка („озонската обвивка“) (на надморска височина од 15–20 до 55–60 km), што ја одредува горната граница на животот во биосферата.

Следниот слој над стратосферата е мезосферата. Мезосферата започнува на надморска височина од 50 km и се протега на 80-90 km. Температурата на воздухот на надморска височина од 75-85 km паѓа на?88 °C. Горната граница на мезосферата е мезопаузата, каде што се наоѓа температурниот минимум; над тоа температурата повторно почнува да расте. Следно, започнува нов слој, кој се нарекува термосфера. Температурата таму рапидно расте, достигнувајќи 1000 - 2000 °C на надморска височина од 400 km. Над 400 km температурата речиси не се менува со надморската височина. Температурата и густината на воздухот во голема мера зависат од времето на денот и годината, како и од сончевата активност. За време на годините на максимална сончева активност, температурата и густината на воздухот во термосферата се значително повисоки отколку во годините на минимум.

Значењето на атмосферата.

Озонот, кој се наоѓа во горниот дел на атмосферата, служи како еден вид штит кој не штити од дејството на ултравиолетовото зрачење од Сонцето. Без овој штит, тешко дека ќе беше возможен развојот на животот на копно во неговите современи форми.

Формирање на земјината кора и атмосфера

Земјината кора, хидросферата и атмосферата се формирале главно како резултат на ослободување на супстанции од горната обвивка на младата Земја. Поради овие процеси, формирана е обвивка од карпа со дебелина помала од 0,0001% од волуменот на целата планета. Составот на оваа обвивка, која ја формира континенталната и океанската кора, еволуирал низ времето првенствено поради сублимацијата на елементите од обвивката како резултат на делумно топење на длабочина од приближно 100 km. Просечниот хемиски состав на модерната кора (слика 1) покажува дека кислородот е содржан во неа во најголемо количество, комбинирајќи се во различни форми со силициум, алуминиум и други елементи за да формира силикати.

земјина атмосфера живот фотосинтеза хидролошки

Ориз. 1.

Може да се претпостави дека испарливите елементи биле ослободени (дегазирани) од обвивката како резултат на вулкански ерупции кои го придружувале формирањето на кората. Некои од овие гасови беа заробени и формираа атмосфера кога температурите на површината станаа доволно ниски за гравитациското влечење да биде доволно силно.

Сл.2.

Еволуција на атмосферата и потеклото на животот

Акрецијата на Земјината материја доведе до нејзино привремено загревање и молекули на светлина примарна атмосфера,првенствено водород и хелиум расфрлани во вселената. Последователното намалување на температурата како резултат на силно зрачење на топлина доведе до формирање на цврста кора. Активниот вулканизам го попречувал овој процес, но во исто време испорачувал големи количества гасови од кои секундарноатмосфера. Покрај H2, во него имало и многу други гасови, како што се CH4, NH3 и H2O (сл. 3).

Ориз. 3.

Заедно со водената пареа, веќе постоел древен океан кој се состои од течна вода. Имаше малку јаглерод диоксид H 2 CO 3, бидејќи беше намален со соединенијата Fe 3 + содржани во земјината кора. Приближно 1 милијарда години атмосферата се намалуваше и имаше можности за процеси на абиогено формирање и акумулација на многу соединенија.

Намалувањето на секундарната атмосфера беше под влијание на големо текови на енергија:ултравиолетово зрачење со кратки бранови, јонизирачко зрачење од Сонцето (сега заштитено со озонската обвивка), електрични празнења (невреме, корона празнења), локални извори на топлина од вулканско потекло. Под овие услови, активни хемиска синтеза,во кој прво се формирале мономери, а потоа полимери од гасови од секундарната атмосфера преку меѓупроизводи како што се цијановодородна киселина, етилен, етан, формалдехид и уреа. Поради тоа што не дојде до оксидација, акумулациите беа збогатени амино киселини, пурински и пиримидински бази, шеќери, карбоксилни киселини, липиди.Формирана е „исконска супа“. Се случија процеси на седиментација, сепарација и адсорпција, а на површините на минералите (глина, врела лава) настанаа понатамошни синтетички процеси (сл. 4). Ова го потврдуваат резултатите од анализата на античките копнени хемиски фосили и нивната споредба со вонземски органски материи (метеорити), како и бројните моделски експерименти кои покажале дека во мешавина на гасови кои ја репродуцираат атмосферата, со доволен прилив на енергија , всушност се случуваат процеси на синтеза на органски материи. Меѓу производите од оваа синтеза, пронајдени се главните биолошки важни соединенија, вклучувајќи 14 амино киселини, пурини и пиримидини, шеќери, АМП , ADP, ATP, масни киселини и порфирини.

Како што се зголемуваше загубата на H 2 во вселената, терцијарноатмосфера која содржи големи количини N 2 (од NH 3), CO 2 (од вулкански гасови и од CH 4) и водена пареа.

Ориз. 4.

Пред околу 3,5 милијарди години, се појавија хлорофилни организми кои беа способни за фотосинтеза, односно користење на егзоген извор на енергија (сончево зрачење) за синтеза на сите органски материи неопходни за живот од јаглерод диоксид, вода и минерални елементи. Овие организми ја претворија сончевата енергија во биохемиска енергија.

CO 2 (g) + H 2 O (l) > CH 2 O (сол) + O 2 (g) (1)

„Измислувањето“ на фотосинтезата придонесе за зголемување на содржината на кислород во атмосферата и формирање на модерни, кватернернаатмосфера.

Во атмосферата на Земјата, кислородот првично се акумулирал преку распаѓање на водата и водената пареа под влијание на ултравиолетовите зраци од Сонцето. Отпрвин, кислородот (О 2) брзо се трошеше со оксидација на редуцирани супстанции и минерали. Сепак, дојде момент кога стапката на неговото внесување (веќе главно во процесот на фотосинтеза) ја надмина потрошувачката и О 2 почна постепено да се акумулира во атмосферата. Пред околу 500 милиони години, количината на кислород во атмосферата била многу поголема отколку што е сега, но последователно, како резултат на интензивната вулканска активност, таа се намалила на она што е денес. Биосферата, смртно загрозена од сопствениот токсичен нуспроизвод, беше принудена да се прилагоди на таквите промени. Таа го направи тоа преку развојот на нови видови биогеохемиски метаболизам кои ја поддржуваат различноста на животот на модерната Земја.

Се верува дека животот на Земјата започнал во океаните пред околу 4,2-3,8 милијарди години. Најстарите познати фосили се бактерии од карпи стари околу 3,5 милијарди години. Во карпите од оваа возраст има докази за прилично развиен метаболизам, кој користел сончева енергија за синтетизирање на органска материја. Најраните од овие реакции веројатно се засновале на сулфур (S) што доаѓа од вулкански излети:

CO 2 (g) + 2H 2 S > CH 2 O (tv) + 2S (tv) + H 2 O (l) (2)

(органска материја)

Постепено се појави атмосфера на модерен состав. Покрај тоа, кислородот во стратосферата претрпе фотохемиски реакции кои доведоа до формирање на озон (О 3), кој ја штити Земјата од ултравиолетово зрачење. Овој екран им овозможи на повисоките организми да стигнат до копното.

Значи, потеклото на атмосферата е нераскинливо поврзано со формирањето на Земјата. Еволуцијата на атмосферата настанала (и се случува) под влијание на следните фактори:

· акреција на материја во меѓупланетарниот простор;
· ослободување на гасови при вулканска активност;
· хемиска интеракција на атмосферските гасови со компонентите на хидросферата и литосферата;
· дисоцијација на молекулите на гасот што го сочинуваат воздухот под влијание на сончевото ултравиолетово и космичко зрачење;
· биогени процеси во живата материја од биосферата;
· антропогена активност.

Земјината кора, хидросферата и атмосферата се формирале главно како резултат на ослободување на супстанции од горната обвивка на младата Земја. Во моментов, формирањето на океанската кора се случува во средните гребени на океаните и е придружено со ослободување на гасови и мали количини на вода. Со истите процеси е одредено и формирањето на кората на младата Земја - поради нив се формирала лушпа од карпа со дебелина помала од 0,0001% од волуменот на целата планета. Составот на оваа обвивка, која ја формира континенталната и океанската кора, еволуирал низ времето, првенствено поради сублимацијата на елементите од обвивката како резултат на делумното топење на длабочина од околу 100 km. Просечниот хемиски состав на модерната кора покажува дека кислородот е содржан во неа во најголемо количество, комбинирајќи се во различни форми со силициум, алуминиум и други елементи за да формира силикати.

Врз основа на многу податоци, може да се претпостави дека испарливите елементи биле ослободени од обвивката како резултат на вулкански ерупции кои го придружувале формирањето на кората. Најверојатно, атмосферата првично се состоела од јаглерод диоксид и азот со малку водород и водена пареа. Еволуцијата кон модерната кислородна атмосфера не се случи додека животот не почна да се развива.

Формирање на хидросфера

Водата во нејзините три состојби - течност, мраз и водена пареа - е широко распространета на површината на Земјата и зафаќа волумен од 1,4 милијарди km 3. Речиси целата оваа вода (> 97 %) се наоѓа во океаните, а поголемиот дел од остатокот формира поларни ледени капи и глечери (околу 2 %). Континенталните свежи води претставуваат помалку од 1 % вкупен волумен. Атмосферата содржи релативно малку вода (во форма на пареа - 0,001%). Во принцип, овие резервоари за вода се нарекуваат хидросфера.

Изворите на вода за време на формирањето на хидросферата се контроверзни. Во секој случај, кога површината на Земјата се оладила до Т< 100°С, водяные пары, дегазирующиеся из мантии, сконденсировались.

Океаните се формирани околу 3,8 × 10 пред 9 години, што е потврдено од староста на седиментните карпи потопени во океанот.

Многу малку водена пареа продира од атмосферата во вселената, бидејќи на надморска височина од околу 15 km ниските температури предизвикуваат нејзино кондензирање и паѓање на пониски нивоа. Во моментов се дегазира многу малку вода од обвивката. Така, по главната фаза на дегасирање, вкупниот волумен на вода на површината на земјата малку се променил со текот на геолошките временски услови.

Циркулацијата помеѓу резервоарите на вода во хидросферата се нарекува хидролошки циклус.

Иако волуменот на водена пареа содржан во атмосферата е мал (околу 0,013 10 6 km 3), водата постојано се движи низ овој резервоар. Испарува од површината на океаните (0,423 10 6 км 3 / година) и копното (0,073 10 6 км 3 година) и се транспортира со воздушни маси (0,037 10 6 км 3 / година). И покрај краткото време на престој во атмосферата (обично 10 дена), просечното растојание на пренос на вода е околу 1000 km. Водената пареа потоа се враќа или во океаните (0,386 10 6 km 3 / година) или на континентите (0,110 10 6 km 3 / година) во форма на снег или дожд. Најголем дел од врнежите што паѓаат на континентите се пробиваат низ седименти и порозни или скршени карпи за да формираат подземни води (9,5 10 6 km 3); остатокот од водата тече по површината во форма на реки (0,13 10 6 km 3) или пак испарува во атмосферата.

Брзиот транспорт на вода во атмосферата е предизвикан од дојдовното сончево зрачење. Речиси целото зрачење што доаѓа до кората оди кон испарување на течна вода и формирање на атмосферска водена пареа. Поголемиот дел од преостанатото зрачење се апсорбира од кората, при што ефикасноста на овој процес се намалува со зголемување на географската ширина, главно поради сферичната форма на Земјата.

Потекло на хидросферата и историја на океанските води

Фази на еволуција на хидросферата

Главни причини и видови на флуктуации на нивото на морето. Промени на нивото на морето во геолошкото минато

Потекло и еволуција на атмосферата

Причини за климатските промени

Климата на Земјата во геолошкото минато

Потекло на хидросферата и историја на океанските води

Светски океан како главна компонента на хидросферата зазема 361 милион км 2 (околу 71% од површината на земјата), поседувајќи огромен волумен на вода (1,37 милиони км 3 ), што е 94% од волуменот на целата хидросфераЗемјата. ВО во океанот масата на соли е 4,8-10 18 Т. Во секој литар морска вода се раствора во просечно 35 g соли. 97% од соленоста на океанските води се должи на 4 јони: хлорид (55,2%), натриум (30,4%), сулфат (7,7%) и магнезиум (3,7%).Генерално, морската вода содржи околу 80 хемиски елементи, но само 12 од нив имаат концентрација од повеќе од 1 милион -1 (хлор, натриум, магнезиум, сулфур, калциум, калиум, бром, јаглерод, стронциум, бор, силициум, флуор ).

Светскиот океан се појави на нашата планета пред повеќе од 1 милијарда години и претрпе сложена еволуција. Неговата историја во изминатите 150 милиони години е подетално проучена во врска со дупчењето во длабоко море.

ПОТЕКЛО НА ХИДРОСФЕРАТА. Историјата на водата е поврзана со историјата на испарливи материи. Според современите идеи водена пареа и гасови од примарната атмосфера некогаш биле во утробата на Земјатаа пристигнал на неговата површина како резултат на внатрешно загревање со најтопливи материи од обвивката во процесот на вулканска и магматска активност. Долго време се веруваше дека првично стопената Земја во раните фази на нејзиниот развој била обвиткана во моќна атмосфера со водена пареа, а со последователното ладење, пареата се кондензирала во течна вода, додека на почетокот била свежа. Водата од океаните подоцна станала посолена и поминерализирана, како резултат на отстранувањето на растворените материи од површината на континентите. Но, таквите идеи за формирањето на хидросферата, кои некогаш беа многу популарни, се во спротивност со најновите добиени податоци.

Бидејќи водата е една од испарливите материи на нашата планета, природно е дека нејзината историја е поврзана со судбината на другите испарливи материи. Ако ја споредиме количината на испарливи материи во горните геосфери на Земјата со количината што би можела да се ослободи при процесот на атмосферски влијанија и обработка на карпите од земјината кора, ќе добиеме голема разлика, што се нарекува вишок на испарливи материи. Вишокот на испарливи материи во поединечните компоненти е десетици, па дури и стотици пати поголем од количината добиена како резултат на атмосферски влијанија на основната карпа на литосферата. На пример, вишокот на испарлив јаглерод диоксид е 83 пати, а хлорот е 60 пати повеќе од она што можело да дојде од примарната земјина кора за време на нејзиното атмосферско влијание и обработка.

Пресметките направени убедливо укажуваат на тоа природни гасови на длабочинитеЗемјите одиграа исклучително важна улога во формирањето на горните обвивки на нашата планета. Оваа улога сè уште се гледа поочигледно ако го споредиме составот на вишокот испарливи материи со составот на гасовите од вулканите и магматските карпи. Споредбата на соодветните геохемиски податоци сугерира дека составот на вишокот испарливи материи е генерално сличен на составот на вулканските гасови што произлегуваат и се ослободуваат од обвивката на Земјата. Ова значи дека потеклото на водите на Светскиот океан и атмосферските гасови е поврзано со процесите на дегасирање на обвивката на Земјата .

Така, океанот настанал од пареите на материјалот од обвивката, кои се ослободувале заедно со излевањето на главните лави на површината на примарната Земја.

ИСТОРИЈА НА ВОДИТЕ НА ОКЕАНИТЕ. Вулканските и наметливите карпи сочинуваат најмалку 90% од модерната земјина кора, а подлабоко од 10-30 km, горната обвивка на Земјата е целосно составена од магматичен материјал кој доаѓа од уште поголеми длабочини.

Во моментов, на нашата планета има околу 800 активни вулкани, ограничени на сеизмички појаси. Во блиското минато, вулканската активност беше поинтензивна. Според G. Menard, само на дното на Тихиот Океан има околу 10.000 вулкански подводни планини (високи повеќе од 1 km), на дното на Атлантскиот океан има околу 4.000 вулкани итн. Според статистичките пресметки, констатирано е дека Во текот на изминатите 180 милиони години, на површината на Земјата во просек се пренесуваат 30 км годишно 3 вулкански материјал. Покрај тоа, околу 75% од вулканските карпи се акумулирале на дното на океаните, 20% на островите во зоните на транзиција од океаните кон континентите и само 5% на копното. Ако земеме предвид дека океаните зафаќаат 71% од површината на Земјата, не е тешко да се пресмета дека приближно 3/4 од вулканските карпи се базалтни плочи кои се наоѓаат под океаните.

Според директните набљудувања и пресметки, количината на вода (во форма на пареа) ослободена при познати вулкански ерупции на базалти обично се движи од 3 до 5%, а во некои случаи и до 8% во однос на масата на еруптираните карпи.

Сите овие податоци ни овозможуваат да тврдиме дека излевањето на базалтите секогаш носело во просек 7% од младата вода во форма на водена пареа на површината на земјата како резултат на дегасирање. На површината на Земјата (во првите фази од нејзината еволуција) дојдоа и разни гасови од нејзините длабочини - CH 4, CO, CO 2, H 3 BO 3, NH 3, S, H 2 S, HC1, HF и мала количина инертни гасови. Меѓу вулканските гасови што ја формираа примарната атмосфера и хидросфера, водената пареа и јаглерод диоксидот беа на прво место. Ако температурата на површината на новородената Земја надмине 100 ° C, тогаш водата во состојба на пареа ја формираше атмосферата некое време. Кога температурата паднала под 100°C, што веројатно се случило во поларните региони, започнала кондензација на водата и формирање на примарни резервоари. Условите на површината на планетата почнаа да ја почитуваат географската ширина зона. Циклусот на водата започна на површината на земјината топка, што доведе до отстранување на голем број хемиски елементи од површината на примарните копнени области во акумулациите што се појавија.

Првите делови од вулканската вода на површината на Земјата биле кисели . Тие се карактеризираа со присуство на оние анјони кои сè уште се присутни во морската вода, со исклучок на јонот SO 4 2-, кој се појави подоцна поради создавање на оксидирачка средина во биосферата. Ова значи дека првата кондензирана вода на Земјата беа минерализирани, а вистинските свежи води на хидросферата се појавија нешто подоцна, како резултат на испарувањето од површината на резервоарите.

Силните киселини кои биле дел од јувенилните води интензивно ги уништувале примарните алумосиликатни карпи, вадејќи од нив алкални и земноалкални елементи, како и двовалентни катјони - железо и манган. Површината на земјата беше измиена со кисели дождови и беше место на хидролиза и хидратација на соодветните минерали. Истите процеси, но во малку поинакви размери, се случија на дното на резервоарите, каде што беа носени првите атмосферски производи. За време на водниот циклус, катјоните Na +, K +, Mg 2+, Ca 2+ беа отстранети од литосферата и значителен дел од нив почнаа да се задржуваат во океанот. Во овој поглед, може да се смета дека Повеќето од катјоните на океанската вода настанале како производ на атмосферските влијанија на примарната литосфера .

Реконструирајќи ја еволуцијата на хидросферата, треба да се забележи динамичната природа на целата водена обвивка на Земјата како целина. Во современи услови, во рок од 3000 години, количината на испарувана вода вклучена во циклусот е еднаква на масата на водата во Светскиот океан, а во рок од 9 милиони години, процесот на фотосинтеза обработува маса на вода еднаква на целиот океан. Во процесот на водниот циклус во биосферата, се случува размена на нејзините делови со различен интензитет во специфични акумулации (акумулации, глечери, реки, подземни води). Како што веќе беше забележано, најниската активност на размена на вода во хидросферата се јавува на глечерите (8000 години), а најголема активност, по атмосферската влага, се карактеризира со речните води, кои се менуваат во просек на секои 11 дена.