Этапы развития географической возраст оболочки. Основные этапы развития географической оболочки

География – эта наука о внутреннем и внешнем строение Земли, изучающая природу всех континентов и океанов. Главным объектом изучения являются различные геосферы и геосистемы.

Введение

Географическая оболочка или ГО – одно из основных понятий географии как науки, введенное в оборот в начале XX века. Оно обозначает оболочку всей Земли, особую природную систему.Географической оболочкой Земли называютцелостную и непрерывную оболочку, состоящую из нескольких частей, которые взаимодействуют друг с другом, проникают друг в друга, постоянно обмениваются друг с другом веществами и энергией.

Рис 1. Географическая оболочка Земли

Есть похожие термины, с узкими значениям, используемые в трудах европейских учёных. Но они не обозначают природною систему, лишь совокупность природных и общественных явлений.

Этапы развития

Географическая оболочка земли пережила ряд определённых этапов в своём развитии и формировании:

• геологический (добиогенный) – первый этап формирования, начавшийся около 4,5 млрд лет назад (продолжался около 3 млрд лет);
• биологический – второй этап, начавшийся около 600 млн лет назад;
• антропогенный (современный) – этап, продолжающийся до сих пор, начавшийся около 40 тысяч лет назад, когда человечество стало оказывать заметное влияние на природу.

Состав географической оболочки Земли

Географическая оболочка – это система планеты, которая, как известно, имеет форму шара, приплюснутого с обеих сторон шапками полюсов, с длинной экватора более 40 т км. ГО имеет определённую структуру. Она состоит из взаимосвязанных друг с другом сред.

ТОП-3 статьи которые читают вместе с этой

Некоторые специалисты разделяют ГО на четыре сферы (которые в свою очередь тоже делятся):

• атмосферу ;
• литосферу ;
• гидросферу ;
• биосферу .

Строение географической оболочки в любом случае не условно. Она имеет чёткие границы.

Верхние и нижние границы

Во всей структуре географической оболочки и географических сред прослеживается чёткая зональность.

Закон географической зональности предусматривает не только разделение всей оболочки на сферы и среды, но и разделение на природные зоны суши и океанов. Интересно, что такое разделение закономерно повторяется в обоих полушариях.

Зональность обусловлена характером распространения энергии Солнца по широтам и интенсивностью увлажнения (разного в разных полушариях, материках).

Естественно, можно определить верхнюю границу географической оболочки и нижнюю. Верхняя граница расположена на высоте 25 км, а нижняя граница географической оболочки проходит на уровне 6 км под океанами и на уровне 30-50 км на континентах. Хотя, необходимо отметить, что нижняя граница – условна и до сих пор ведутся споры по её установке.

Даже если брать верхнюю границу в районе 25 км, а нижнюю – в районе 50 км, то, по сравнению с общими размерами Земли, получается нечто вроде очень тонкой плёнки, которая покрывает планету и защищает её.

Основные законы и свойства географической оболочки

В этих границах географической оболочки действуют основные законы и свойства, её характеризующие и определяющие.

• Взаимопроникновение компонентов или внутрикомпонентное перемещение – основное свойство (существуют два вида внутрикомпонентного перемещения веществ – горизонтальное и вертикальное; они не противоречат и не мешают друг другу, хотя в разных структурных частях ГО скорость перемещения компонентов разная).
• Географическая зональность – основной закон.
• Ритмичность – повторяемость всех природных явлений (суточная, годовая).
• Единство всех частей географической оболочки , обусловленное их тесной взаимосвязью.

Характеристики оболочек Земли, входящих в ГО

Атмосфера

Атмосфера важна для сохранения тепла, а значит и жизни на планете. Также она защищает всё живое от ультрафиолета, влияет на почвообразование и климат.

Размер этой оболочки от 8 км до 1 т км (и более) в высоту. В её состав входят:

• газы (азот, кислород, аргон, углекислый газ, озон, гелий, водород, инертные газы);
• пыль;
• водяной пар.

Атмосфера в свою очередь делится на несколько взаимосвязанных слоёв. Их характеристики представлены в таблице.

Все оболочки земли схожи. Например, в них встречаются все типы агрегатных состояний веществ: твёрдые, жидкие, газообразные.

Рис 2. Строение атмосферы

Литосфера

Твердая оболочка земли, земная кора. Имеет несколько слоёв, которые характеризуются разной мощностью, толщиной, плотностью, составом:

• верхний литосферный слой;
• сигматическая оболочка;
• полуметаллическая или рудная оболочка.

Предельная глубина литосферы – 2900 км.

Из чего состоит литосфера? Из твёрдых тел: базальт, магний, кобальт железо и другого.

Гидросфера

Гидросферу составляют все воды Земли (океаны, моря, реки, озера, болота, ледники и даже подземные воды). Располагается она на поверхности Земли и занимает более 70% пространства. Интересно, что существует теория, согласно которой в толще земной коры содержатся большие запасы воды.

Существует два типа воды: солёная и пресная. В результате взаимодействия с атмосферой, при конденсате, соль испаряется, тем самым обеспечивая сушу пресной водой.

Рис 3. Гидросфера Земли (вид океанов из космоса)

Биосфера

Биосфера – это самая «живая» оболочка земли. Она включает в себя всю гидросферу, нижнюю атмосферу, поверхность суши и верхний литосферный слой. Интересно, что живые организмы, заселяющие биосферу, ответственны за накапливание и распределение энергии солнца, за миграционные процессы химических веществ в почве, за газообмен, за окислительно – восстановительные реакции. Можно сказать, что атмосфера существует только благодаря живым организмам.

Рис 4. Составляющие биосферы Земли

Примеры взаимодействия сред (оболочек) Земли

Примеров взаимодействия сред очень много.

• Во время испарения воды с поверхности рек, озер, морей и океанов в атмосферу попадает вода.
• Воздух и вода, проникая через почву в глубины литосферы, даёт возможность подниматься растительности.
• Растительность обеспечивает фотосинтез, обогащая атмосферу кислородом и поглощая углекислый газ.
• От поверхности земли и океанов нагреваются верхние слои атмосферы, образуя климат, обеспечивающий жизнь.
• Живые организмы, умирая, формируют почву.
Оценка доклада

Средняя оценка: 4.6 . Всего получено оценок: 397.

Географическая оболочка — это область взаимодействия внутрипланетарных эндогенных и внешних — экзогенных и космических процессов, которые осуществляются при активном участии органического вещества. Отсюда границы географической оболочки должны определяться условиями, при которых возможно существование белковых тел, составляющих основу жизни на Земле. Нижняя граница регламентируется изотермой 100°С, т.е. располагается на глубине порядка 10 км; верхняя — на высоте 10-15 км под озоновым слоем, экранирующим ультрафиолетовое излучение Солнца, губительное для живого вещества.

Таким образом, толщина географической оболочки составляет 20-25 км и включает верхи , гидросферу, атмосферу и насыщающее их органическое вещество.

Особенности эволюции географической оболочки определяются в первую очередь темпами накопления свободной воды на поверхности планеты. Именно здесь в пограничной области процессы взаимодействия идут наиболее активно, создавая многообразие форм земной поверхности, очертаний континентальных, морских и океанических областей, разнообразие органического мира, наземных и подводных .

Проекция внутрипланетарных процессов на земную поверхность и последующее взаимодействие их с солнечным излучением в конечном счете отражается в формировании главных компонентов географической оболочки — верхов земной коры, рельефа, гидросферы, атмосферы и биосферы. Следовательно, для выявления закономерностей ее эволюции необходимо исследовать динамику эндогенного режима планеты, эволюции магматизма, свободной воды и рельефа земной поверхности. С появлением воды создаются предпосылки для формирования кислородной и развитой биосферы.

Современное состояние географической оболочки — результат ее длительной эволюции, начиная с возникновения . Правильное понимание процессов и явлений различного пространственно-временного масштаба, протекающих в географической оболочке, требует, по меньшей мере, многоуровенного их рассмотрения, начиная с глобального — общепланетарного. Вместе с тем исследование процессов такого масштаба до последнего времени считалось прерогативой геологических наук. В общегеографическом синтезе информация этого уровня практически не использовалась, а если и привлекалась, то довольно пассивно и ограниченно. Однако отраслевое подразделение естественных наук достаточно условно и не имеет четких границ. Объект исследований у них общий — Земля и ее космическое окружение.

В результате термохимических реакций, идущих в зоне внешнего ядра Земли образуются металлы, их окислы, летучие вещества и вода. Легкие продукты реакций и избытки тепла диффундируют под подошву каменной оболочки — перисферы. Из-за более низкой теплопроводности последней они не сразу прорвутся на поверхность планеты, а, скапливаясь под подошвой перисферы, формируют зону вторичного разогрева верхней мантии — астеносферу. Периодическая разгрузка астеносферы от избытков магматического материала, летучих и тепла в результате вулканизма сопровождается формированием в ней разуплотненного пространства. Вышележащая каменная оболочка перисферы, следуя уменьшающемуся объему, пассивно проседает над этими областями, образуя отрицательные формы рельефа на поверхности Земли. Области, где такого проседания не происходит, сохраняются в виде остаточных возвышенностей. Все это подтверждается приуроченностью трапповых провинций континентов к синеклизам платформ, тесной связью массовых платобазальтовых излияний с образованием океанических впадин в кайнозое (Орленок, 1985). Уменьшение объема Земли за счет уплотнения протовещества, диссипации водорода, других газов и продуктов диссоциации воды сопровождается сокращением радиуса планеты и площади ее поверхности. Согласно нашим расчетам, убыль массы за всю составила примерно 4,2·10 25 г, что соответствует сокращению объема на 4,0·10 26 см 3 и радиуса на 630 км. Таким образом отображает прежде всего уровни различного опускания сферы в ходе общей контракции. Этот процесс неравномерен как в пространстве, так и во времени. Неравномерные вдоль радиуса опускания сферы ведут к образованию разновысотных поверхностей выравнивания.

Иными словами, сокращение поверхности сжимающейся сферы достигается не всеобщим пликативным сжатием ее каменной оболочки, как это предполагалось Эли де Бомоном и Э. Зюссом, исходивших из модели первоначально огненно-жидкой Земли, а опусканием на разные уровни отдельных ее блоков. И в этом главное отличие “холодной” контракции от классической контракции Зюсса, помимо ее исходной посылки. Огибающая этих дискретных поверхностей равна по площади начальной поверхности Земли.

Сокращение поверхности Земли вследствие уменьшения ее объема и прогрессирующего уменьшения радиуса ведет к увеличению контрастности и глубины расчлененности рельефа твердой перисферы. Следовательно, размах амплитуды дифференцированности рельефа планеты прямо пропорционален ее возрасту и внутренней активности и обратно пропорционален экзогенному фактору, характеризующему интенсивность разрушения рельефа, что в конечном итоге определяется наличием или отсутствием свободной воды на поверхности планеты. Океанические и континентальные блоки — это наивысшие гармоники контракции, образовавшиеся в ходе глобального сжатия сферы, каменная оболочка которой — перисфера, проседая над разуплотненными пространствами астеносферы, пассивно приспосабливается к уменьшающему объему шара. Впадины и возвышенности в пределах этих главных геотекстур гармоники сжатия более высокого порядка, наложившиеся в более поздние этапы развития Земли в ходе ее контракции.

Следы контракционной эволюции можно наблюдать на других планетах и звездах. Многократное гравитационное коллапсирование массивных звезд по мере выработки термоядерного горючего считается основой современной теории их эволюции. Энергетику горизонтальных движений в условиях Земли теоретики неомобилизма ищут в механизме мантийной конвекции. В условиях звезды такой механизм подтверждается наблюдениями и обоснован теоретически. На холодной и неоднородной планете, где преобладают гравитационные силы сжатия, существование такого механизма постулируется. Однако надежные доказательства его существования вряд ли могут быть найдены. Термодинамические условия на планетах и звездах различны, отсюда различна и динамика их внешних оболочек. Мобильность плазменной оболочки предопределена необходимостью переноса избытка тепла из недр звезды. Горизонтальная мобильность каменной оболочки планеты в условиях отсутствия сплошного атмосферного слоя не имеет удовлетворительного энергетического объяснения.

Когда и как образовалась земная и каковы пути ее дальнейшей эволюции? Это оставалось вне внимания исследователей. Вместе с тем вода — главнейший итог эволюции протовещества. Ее постепенное (до рубежа между мезозойской и кайнозойской эрами) накопление на поверхности планеты сопровождалось и разноамплитудными нисходящими движениями перисферы. Это в свою очередь определило ход эволюции газовой оболочки, рельефа, соотношения площади и конфигурации суши и моря, а с ними и условий седиментации, и жизни. Иными словами, вырабатываемая планетой и выносимая на поверхность свободная вода по существу обусловила ход эволюции географической оболочки. Без нее облик Земли, ее ландшафты, климат, органический мир были бы совершенно иными. Прообраз такой Земли легко угадывается на безводной и безжизненной поверхности Венеры, отчасти Луны и Марса.

Рубеж мезозоя и кайнозоя, характеризуется ускорением выноса свободной воды на поверхность Земли в результате спонтанной дегидратации протовещества (Орленок, 1985). Внешним проявлением этого процесса явилась океанизация Земли. Это общепланетарный процесс, включающий дегидратацию, массовый вулканизм и опускание обширных сегментов перисферы. Стадия океанизации наступает в финале эволюции протопланетного вещества, а общая длительность этого процесса в условиях Земли определяется в 140-160 млн. лет. В ходе океанизации происходит формирование континентальных массивов, постепенное увеличение контрастности их рельефа. Скорость и объемы перемещения протовещества из астеносферы на поверхность Земли и последующая их дезинтеграция и размыв в период океанизации, по-видимому, были значительно выше, чем в доокеаническую эпоху.

Для предшествовавших этапов эволюции были характерны лишь более или менее равномерно распределенные по земной поверхности мелководные . Это подтверждается преимущественно мелководным обликом палеозоя и мезозоя в пределах континентальных блоков, отсутствием широтной дифференциации климата и относительно слабой расчлененностью рельефа. В таких условиях темпы эволюции географической оболочки, включая накопление, перемещение и денудацию выносимого из астеносферы материала, были по меньшей мере на порядок менее интенсивными, чем в эпоху океанизации.

Современные темпы денудации земной поверхности, оцениваемые по объему и массе твердого , составляют примерно 0,8 км/10 7 лет. Они сохранились в среднем такими лишь в последние 60-70 млн. лет, т.е. после начала образования океанических бассейнов и обособления современных континентов. Ускорение процессов денудации вызывалось увеличением амплитуды рельефа и понижением базиса . Следовательно, за 60-70 ·10 6 лет мощность переработанной коры составила примерно 5-6 км.

В раннем фанерозое и докембрии скорость денудации слабо расчлененной земной поверхности была, вероятно, на порядок ниже, т.е. за 3,9·10 9 лет мощность переработанной коры составила примерно 31 км. Общая мощность дезинтегрированных и окисленных за 4·10 9 лет составила 35-37 км. Полученная оценка хотя и весьма приблизительна — сопоставима со средней мощностью земной коры, равной 33 км. Можно предположить, что граница Мохоровичича в ряде случаев представляет погребенную поверхность протопланеты, сложенную веществом возраста более 4·10 9 лет. Вся вышележащая толща сформирована вулканическим материалом, выброшенным из астеносферы на поверхность планеты. Дезинтеграция и окисление этого материала при взаимодействии с солнечным теплом, водой и биосферой совместно с процессами метаморфизма в ходе нисходящей ундуляции перисферы и создали наблюдаемое многообразие форм и состава земной коры — важнейшего элемента географической оболочки.

Важнейшим показателем внутренней активности планеты и эволюции географической оболочки является земная гидросфера. Длительное время существовали представления о постоянстве ее объема или небольших и равномерных поступлениях за геологическое время. Однако количественные оценки эндогенных поступлений и фотолитических потерь земной гидросферы показали, что до рубежа мезозоя и кайнозоя скорость выноса свободной воды на поверхность Земли была на порядок ниже, чем в последние 70 млн. лет.

До юры она составляла порядка 0,01 мм/1000 лет и в кайнозое более 0,1 мм/1000 лет, причем в последние 5 млн. лет достигла наивысшего значения — 0,6 мм/1000 лет (Орленок, 1985). Зная общую массу вулканического материала, можно определить количество воды принесенное на земную поверхность за 4·10 9 лет геологической активности. Поскольку переработке подвергалось протовещество, в котором содержится в среднем 5% воды, от общей массы вулканического материала 3,6·10 25 г — это составит 1,8·10 24 г. Потери на фотолиз за это время при средней скорости 7,0·10 15 г/год составили бы 2,8·10 24 г. Но это при условии, что площадь зеркала морей и праокеана была соизмерима с современной. Однако это более чем в 20 раз превышает общую массу воды переброшенной на поверхность Земли за время ее геологической активности. Отсюда мы получаем еще одно независимое свидетельство, что в докайнозойское время современных размеров не существовало на поверхности планеты, а общая площадь морских бассейнов была более чем на порядок меньше современной общей площади зеркала вод морей и океана. Только при таком соотношении суши и моря приведенное значение фотолитических потерь, которые зависят в первую очередь от площади, поверхность испарения должна быть уменьшена на порядок и более »1,4*10 23 г. Современный содержит 1,6*10 24 г. Общая масса вынесенной на земную поверхность воды оценивается величиной 4,0*10 24 г. Часть воды поступила невулканическим путем (по глубинным разломам, сольфатарам, фумаролам, ювенильные воды). За последние 70 млн. лет темпы выноса воды возросли более чем на порядок и составили 2,2*10 24 г. Таким образом, почти половина выработанной планетной воды поступила за период океанизации.

Итак, Мировой океан — молодое геологическое образование преимущественно кайнозойского возраста. Никогда ранее на Земле не было подобного глубоководного и обширного резервуара свободной воды. Тщетно искать следы древних океанов на современной суше — их там никогда не было. Об этом свидетельствует и преимущественно мелководный облик осадков палеозоя и мезозоя континентальных платформ и океанических котловин.

Расчеты показывают, что Земля еще в состоянии произвести около полутора объемов вод Мирового океана. При сохранении современных темпов дегидратации это займет еще примерно 80 млн. лет, после чего ресурсы протовещества будут выработаны и поступление воды на поверхность полностью прекратится. При отрицательном балансе водных поступлений и современных темпах фотолиза планета может полностью потерять водную оболочку через 20-30 млн. лет.

Каковы прогнозы эволюции географической оболочки на более близкую перспективу? При наблюдаемых темпах поступления эндогенной воды — 0,6 мм в 1000 лет — через 10 тыс. лет уровень океана поднимется на 6 м. Это неизбежно будет сопровождаться ускорением таяния полярных и . Их исчезновение повысит уровень в ближайшие тысячелетия еще на 63 м, что приведет к затоплению всей низменной суши, треть которой лежит на отметке ниже 100 м. Через 100 тыс. лет уровень моря поднимется еще на 60 м и достигнет +120-130 м. Под водой окажутся все Земли. В дальнейшем подъем уровня воды замедлится, пока темпы фотолитических потерь не превысят темпы эндогенных поступлений. Согласно нашим расчетам, максимум океанизации достигнет в ближайшие сотни тысяч лет, а затем начнется падение уровня океана. Таким образом, океанизация — это финал новейшей эволюции планетарного вещества, а продолжительность его в условиях Земли составляет 140-160 млн. лет.

Анализ эволюции географической оболочки будет неполным, если не рассмотреть еще один ее компонент — атмосферу. Как и гидросфера, газовая оболочка Земли формировалась за счет дегазации и вулканизма из зоны астеносферы. В связи с этим следовало бы ожидать, что ее состав будет близок составу глубинных газов, т.е. она должна содержать Н 2 , СН 2 , NН 3 , Н 2 S, СО 2 и др. Вероятно, таким состав атмосферы был бы в глубоком докембрии. С началом фотолиза паров выносимой воды в атмосфере образовались атомы водорода и свободный молекулярный кислород. Свободные атомы водорода поднимались в верхние зоны атмосферы и диссипировали в космос. Молекула кислорода достаточно велика, чтобы диссипировать, поэтому опускаясь в нижние зоны атмосферы, она становится ее важнейшим компонентом. Постепенно накапливаясь, кислород положил начало химическим процессам в земной атмосфере. Благодаря химической активности кислорода в первичной атмосфере начались процессы окисления глубинных газов. Образовавшиеся при этом окислы выпадали в осадок. Часть газов, в том числе и метана, осталась в коллекторах земной коры, дав начало глубинным залежам нефти и .

Фотолитическое образование кислорода атмосферы было основным процессом в начале эволюции Земли. По мере очищения от глубинных газов формировалась вторичная на основе углекислоты и двуокиси азота, создавались условия для появления фотосинтезирующих сине-зеленых водорослей и бактерий. С их появлением процесс насыщения атмосферы кислородом значительно ускорился. При ассимиляции углекислоты зелеными растениями образовывался кислород, а почвенными бактериями — азот. По мере накопления свободной воды на поверхности Земли и появления многочисленных морских бассейнов происходит связывание СО 2 атмосферы и химическое осаждение доломитов. Повсеместное интенсивное химическое доломитообразование, по Н.М. Страхову (1962), завершается в палеозое и замещается биогенным. Следовательно, в палеозое происходит постепенное уменьшение содержания СО 2 в атмосфере и щелочного резерва в морских водах.

Неустойчивая вторичная атмосфера в конце палеозоя переходит в третичную, состоящую из смеси свободного азота и кислорода, причем количество кислорода продолжало накапливаться и в последующее время. Степень устойчивости этой современной атмосферы определяется массой планеты и характером ее взаимодействия с жестким солнечным излучением.

Земля непрерывно теряет газы с молекулярным весом менее 4, т.е. водород и гелий. Время полной диссипации атмосферного водорода при температуре газовой оболочки 1600 К составляет всего 4 года, гелия — 1,8 млн. лет, кислорода — 10 29 лет. Следовательно, постоянное присутствие в атмосфере водорода и гелия свидетельствует о непрерывном пополнении ими за счет глубинных газов. Диссипация начинается с высоты наибольшего разрежения атмосферы, т.е. примерно 500 км. Этот факт подтверждает действенность механизма фотолиза и эффективную потерю массы Землей (Ермолаев, 1975).

Таким образом, эволюция химического состава атмосферы происходила в тесной взаимосвязи с темпами накопления свободной воды на поверхности Земли и формированием морских седиментационных бассейнов. Вплоть до середины палеозоя (карбона), когда наземная растительность распространилась повсеместно, атмосферный кислород накапливался преимущественно фотолитическим путем. Начиная с карбона, этот процесс усилился за счет фотосинтеза. Изменение органического мира мезозоя и кайнозоя, по-видимому, обусловлено в немалой степени “кислородизацией” атмосферы.

В ходе эволюции осваивалась и насыщалась органическим веществом. Адаптируясь к изменяющимся условиям, прошла длинный путь от простейших одноклеточных до сложных многофункциональных органических систем, венцом которых около 50 тыс. лет стал хомо сапиенс. “Человек, как всякое живое вещество, есть функция биосферы, — писал В.И. , — а взрыв научной мысли в XX столетии был подготовлен всем прошлым земной биосферы”. Постепенная цивилизация человечества явилась не чем иным, как формой организации этой новой геологической силы на поверхности Земли. Хомо сапиенс как активный фактор географической оболочки, в отличие от остальной сосуществующей с ним биосферы, характеризуется наличием разума, а с точки зрения экологии разум — это высшая способность целесообразно реагировать на изменение внешних условий.

Из проведенного анализа также видно, что современный баланс суши и моря оказывается величиной непостоянной. Становится также понятным, что зарождение и развитие земной цивилизации пришлось на лучшую пору эволюции географической оболочки в смысле сбалансированности суши и моря, органического мира и т.д. Однако уже в ближайшее время цивилизации придется вести трудную борьбу с наступлением океана, приспосабливаться к новым условиям существования. Многие страны и начиная с XII века уже ведут эту борьбу, возводя дамбы и плотины на морских побережьях и в устьях . Будущее Земли еще в значительной мере зависит от ее внутренних ресурсов. А эти ресурсы, как мы видим, еще достаточно велики.

Src="https://present5.com/presentation/3/5254644_44770425.pdf-img/5254644_44770425.pdf-1.jpg" alt="> ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ ГЕОГРАФИЧЕСКОЙ Возраст ОБОЛОЧКИ Земли – 4, 6 ДОГЕОЛОГИЧЕСКИЙ ЭТАП"> ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ ГЕОГРАФИЧЕСКОЙ Возраст ОБОЛОЧКИ Земли – 4, 6 ДОГЕОЛОГИЧЕСКИЙ ЭТАП млрд. лет 4, 6 -4, 0 млрд. л. н. Земля изначально Либо – быстрый разогрев холодная за счет энергии Азотная атмосфера с гравитационной аккреции благородными газами, Магматический океан восстановительная неглубоко от поверхности среда или на поверхности Нет гидросферы и Метеоритные удары биосферы провоцировали Бомбардировки базальтовые излияния метеоритами и Локализация мантийных астероидами (4, 2 -3, 9 струй («плюм-тектоника» , млрд. л. н.) как на Венере и сейчас)

Src="https://present5.com/presentation/3/5254644_44770425.pdf-img/5254644_44770425.pdf-2.jpg" alt="> ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ ГЕОГРАФИЧЕСКОЙ ОБОЛОЧКИ ДОГЕОЛОГИЧЕСКИЙ ЭТАП "> ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ ГЕОГРАФИЧЕСКОЙ ОБОЛОЧКИ ДОГЕОЛОГИЧЕСКИЙ ЭТАП 4, 6 -4, 0 млрд. л. н. Захват Протолуны – Либо – гигантский импакт гигантские приливы на через 50 -70 млн лет после Земле до 1 км, ускоренное аккреции, выброс вещества вращение Земли, и выпадение части Выпадение на Землю вещества обратно на Землю части вещества с образованием из Протолуны, в т. ч. оставшейся части - Луны железистого ядра Постепенный разогрев Либо – быстрый разогрев недр за счет энергии аккреции приливного трения («слипания» Удаление Луны планетезималей) Замедление вращения Земли

Src="https://present5.com/presentation/3/5254644_44770425.pdf-img/5254644_44770425.pdf-3.jpg" alt=">ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ ГЕОГРАФИЧЕСКОЙ ДОБИОГЕННЫЙ ЭТАП ОБОЛОЧКИ 4, 0 –"> ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ ГЕОГРАФИЧЕСКОЙ ДОБИОГЕННЫЙ ЭТАП ОБОЛОЧКИ 4, 0 – 0, 57 млрд. л. н. Архей (4, 0 – 2, 5 млрд. л. н.) Ø От начала тектонической активности, расплавления и дегазации до выделения земного ядра Ø Многочисленные тонкие литосферные мини-плиты Ø Начало тектоники плит 3, 5 -3 млрд. л. н. Ø Нет субдукции, только обдукция («торосы» из плит) Ø Возникновение жизни 3, 6 млрд. л. н. Ø К концу периода 2, 5 млрд. л. н. – формирование земной коры и Fe-Ni-ядра

Src="https://present5.com/presentation/3/5254644_44770425.pdf-img/5254644_44770425.pdf-4.jpg" alt="> ДОБИОГЕННЫЙ ЭТАП 4, 0 – 0, 57"> ДОБИОГЕННЫЙ ЭТАП 4, 0 – 0, 57 млрд. л. н. Протерозой (2, 5 – 0, 57 млрд. л. н.) § Ослабление тектонической активности § Возрастание мощности литосферных плит § Образование и раскол Пангеи-1 § Усиление дегазации с выделением О 2, СО 2, Н 2 О § О 2 расходуется на окисление пород, накапливается медленно до середины протерозоя) § Главный источник эндогенной энергии - химико- плотностная дифференциация мантии § Медленное формирование гидросферы. 2, 2 млрд. л. н. – ускорение (насыщение серпентинитов), рост глубин океана § Жизнь только в океане – защищена водой от УФ- радиации

Src="https://present5.com/presentation/3/5254644_44770425.pdf-img/5254644_44770425.pdf-5.jpg" alt="> БИОГЕННЫЙ ЭТАП ПАЛЕОЗОЙ Мезозой"> БИОГЕННЫЙ ЭТАП ПАЛЕОЗОЙ Мезозой Кайнозой Q 570 -230 МЛН Л. Н. N 570 – 0, 04 МЛН. Л. Н. Pg 67 K Начало этапа – резкий рост О 2 (металлическое J железо исчезло) T P 230 Кембрий-Ордовик – Появление многоклеточных. Палеозой C D Байкальский орогенез. S Снижение СО 2 – снижение растворимости O карбонатов - возможность построение Cm известковых скелетов 570 Pt 2 Докембрий Pt 1 Силур –Каледонский орогенез. Ar Рыбы. Выход жизни на сушу. Начало почвообразования.

Src="https://present5.com/presentation/3/5254644_44770425.pdf-img/5254644_44770425.pdf-6.jpg" alt="> БИОГЕННЫЙ ЭТАП ПАЛЕОЗОЙ Мезозой Кайнозой Q "> БИОГЕННЫЙ ЭТАП ПАЛЕОЗОЙ Мезозой Кайнозой Q 570 – 0, 04 МЛН. Л. Н. 570 -230 МЛН Л. Н. N Девон – Формирование озонового экрана, резкий Pg 67 рост биомассы и биоразнообразия на суше. K Амфибии. Рептилии. J T Карбон – Рост СО 2 (вулканизм), усиление 230 P фотосинтеза, потепление, пышные леса из Палеозой C папоротников, хвощей, плаунов. D Накопление углей, нефти, газа в условиях S заболоченных равнин с тропическим климатом. O Возникновение географической зональности Cm 570 Pt 2 Пермь-Триас – Формирование Пангеи-2. Докембрий Pt 1 Герцинский орогенез. Рост континентальности. Ar Оледенения. Сокращения количества экологических ниш → Снижение биоразнообразия. Массовое вымирание видов.

Src="https://present5.com/presentation/3/5254644_44770425.pdf-img/5254644_44770425.pdf-7.jpg" alt="> БИОГЕННЫЙ ЭТАП Мезозой Кайнозой Q "> БИОГЕННЫЙ ЭТАП Мезозой Кайнозой Q МЕЗОЗОЙ N 570 – 0, 04 МЛН. Л. Н. 230 -67 МЛН Л. Н. Pg 67 Юра – Глобальный спрединг. K Возникновение новых океанов и континентов. J Начало океанизации. T Рост разнообразия рельефа и контрастности P 230 географической оболочки. Палеозой C Гигантские рептилии. D S Мел – Мезозойский орогенез. O Видообразование. Cm Рост океанов. 570 Pt 2 Удаление континентов. Докембрий Pt 1 Усиление изоляции экосистем → Рост Ar разнообразия млекопитающих. Цветковые растения Конец периода (67 млн л. н.) – массовое вымирание (астероид?)

Src="https://present5.com/presentation/3/5254644_44770425.pdf-img/5254644_44770425.pdf-8.jpg" alt="> БИОГЕННЫЙ ЭТАП Мезозой Кайнозой Q "> БИОГЕННЫЙ ЭТАП Мезозой Кайнозой Q 570 – 0, 04 МЛН. Л. Н. КАЙНОЗОЙ N Палеоген 67 -0 МЛН Л. Н. Pg Глобальная денудация, выравнивание рельефа. 67 Господство млекопитающих, птиц, K J покрытосеменных. T 230 Неоген-Плейстоцен P v. Альпийский орогенез. Палеозой C v. Неотектонические поднятия. D Эпиплатформенный орогенез (возрожденные S горы). O v. Рост высоты континентов и площади суши. Формирование высотной поясности. Cm 570 v. Рост континентальности. Pt 2 v. Кольцо океанов вокруг Антарктиды → Докембрий Pt 1 ледниковый покров. Ar Плейстоцен Покровные оледенения и межледниковья с ослаблением и усилением зональности.

Src="https://present5.com/presentation/3/5254644_44770425.pdf-img/5254644_44770425.pdf-9.jpg" alt="> Pz Kz "> Pz Kz Mz Мел Юра Триас Девон Силур Пермь Неоген Карбон Ордовик Кембрий Палеоген Плейстоцен ЖИВОЙ ПРИРОДЫ ЭВОЛЮЦИЯ Насекомые Рыбы Амфибии Рептилии Птицы Млекопитающие Водоросли Плауновидные Папоротники Хвойные Покрытосе менные

Src="https://present5.com/presentation/3/5254644_44770425.pdf-img/5254644_44770425.pdf-10.jpg" alt="> ЧЕЛОВЕК Единственный род семейства гоминид "> ЧЕЛОВЕК Единственный род семейства гоминид Австралопитек Homo erectus Неандерталец Дриопитек Кроманьонец Homo sapiens 4000 3500 2000 350 40 тыс. л. н. Община Каменные Жилища Одежда орудия Ритуалы Рыболовство Охота Одомашнивание Собирательство

Src="https://present5.com/presentation/3/5254644_44770425.pdf-img/5254644_44770425.pdf-11.jpg" alt=">ЧЕЛОВЕК ">

Src="https://present5.com/presentation/3/5254644_44770425.pdf-img/5254644_44770425.pdf-12.jpg" alt="> 365 ДНЕЙ В ИСТОРИИ ЗЕМЛИ 1 января – догеологическая история 28 марта"> 365 ДНЕЙ В ИСТОРИИ ЗЕМЛИ 1 января – догеологическая история 28 марта – первые бактерии 12 декабря – расцвет динозавров 26 декабря – исчезновение динозавров 31 декабря, 01 -00 – предок обезьяны и человека 31 декабря, 17 -30 – появление австралопитеков 31 декабря, 23 -54 – появление неандертальцев 31 декабря, 23 -59 -46 – начало новой эры (1 год) 31 декабря, 24 -00 – человек на Луне (Н. Армстронг)

Src="https://present5.com/presentation/3/5254644_44770425.pdf-img/5254644_44770425.pdf-13.jpg" alt="> ЗАКОНОМЕРНОСТИ ЭВОЛЮЦИИ ГЕОГРАФИЧЕСКОЙ ОБОЛОЧКИ Процесс выделения земного ядра в"> ЗАКОНОМЕРНОСТИ ЭВОЛЮЦИИ ГЕОГРАФИЧЕСКОЙ ОБОЛОЧКИ Процесс выделения земного ядра в основе: Øтектонической активности Øгеохимической эволюции мантии Øдегазации мантии и возникновения атмосферы и гидросферы Øобразования полезных ископаемых Øразвития жизни

Src="https://present5.com/presentation/3/5254644_44770425.pdf-img/5254644_44770425.pdf-14.jpg" alt="> ЗАКОНОМЕРНОСТИ ЭВОЛЮЦИИ ГЕОГРАФИЧЕСКОЙ ОБОЛОЧКИ 1. Уменьшение глубинного теплового потока в 3"> ЗАКОНОМЕРНОСТИ ЭВОЛЮЦИИ ГЕОГРАФИЧЕСКОЙ ОБОЛОЧКИ 1. Уменьшение глубинного теплового потока в 3 -4 раза 2. Прогрессируюшее расслоение на оболочки 3. Периодическое образование и распад Пангей с периодом 400 -500 млн. лет из-за накопления мантийного тепла под литосферой 4. Рост разнообразия горных пород 5. Переход от абиогенного этапа к биогенному 6. Прогрессирующее накопление биогенной энергии и рост биоразнообразия 7. Рост разнообразия географических зон 8. Рост площади платформ 9. Рост скорости осадконакопления 10. Рост контрастности рельефа 11. Неравномерность развития, цикличность, метахронность

Src="https://present5.com/presentation/3/5254644_44770425.pdf-img/5254644_44770425.pdf-15.jpg" alt="> Важнейшие механизмы развития географической оболочки q Дегазация мантии и"> Важнейшие механизмы развития географической оболочки q Дегазация мантии и вулканизм q Спрединг и субдукция q Направленная эволюция земной коры, с образованием подвижных поясов, платформ, складчатых областей q Географический цикл развития рельефа В. М. Дэвиса q Большой геологический круговорот вещества на потоках солнечной энергии, гравитационной, внутренней энергии Земли q Фотолиз в верхних слоях атмосферы q Развитие гидросферы и океанизация q Развитие растительного покрова и животного мира. Фотосинтез. q Малый биологический и географический круговорот вещества на потоке солнечной и гравитационной энергии. q Хозяйственная деятельность человека как планетарное явление.

Src="https://present5.com/presentation/3/5254644_44770425.pdf-img/5254644_44770425.pdf-16.jpg" alt="> ЕДИНСТВО ГЕОГРАФИЧЕСКОЙ ОБОЛОЧКИ Л А Рассеяние живого вещества с ветрами и водными"> ЕДИНСТВО ГЕОГРАФИЧЕСКОЙ ОБОЛОЧКИ Л А Рассеяние живого вещества с ветрами и водными Б Г потоками. Закон Вернадского: Миграция химических элементов в биосфере осуществляется либо при непосредственном участии живого вещества, либо в среде, геохимические особенности которой созданы живым веществом.

Src="https://present5.com/presentation/3/5254644_44770425.pdf-img/5254644_44770425.pdf-17.jpg" alt="> СВОЙСТВА КОРЫ ВЫВЕТРИВАНИЯ ØПоведение одних и тех же веществ различается в зависимости"> СВОЙСТВА КОРЫ ВЫВЕТРИВАНИЯ ØПоведение одних и тех же веществ различается в зависимости от типа ландшафта ØХарактерны процессы окисления, связанные с изменением валентности элементов ØХарактерны процессы гидратации минералов ØИзмельчение вещества с накоплением глинистых веществ и возрастанием площади соприкосновения частиц между собой и с водой; активизация ионного обмена; рост возможностей накопления элементов ØТип коры (накопление Fe, Al, Si, Ca. CO 3, S, крупных обломков) определяется рельефом и гидроклиматическим режимом – характером перераспределения вещества ØМощность от десятков сантиметров до сотен метров ØВозможно наследование реликтовых свойств, не соответствующих современным ландшафтам ØБиокосная природа, но в отличие от почвы отсутствует биогенная аккумуляция

Src="https://present5.com/presentation/3/5254644_44770425.pdf-img/5254644_44770425.pdf-18.jpg" alt="> ЛАНДШАФТНАЯ СФЕРА v Тонкий слой прямого соприкосновения, контакта и энергичного"> ЛАНДШАФТНАЯ СФЕРА v Тонкий слой прямого соприкосновения, контакта и энергичного взаимодействия земной коры, воздушной тропосферы и водной оболочки. v Мощность от 10 n до 200 -250 м v Биологический фокус географической оболочки v Среда, наиболее благоприятная для развития жизни v Трансформатор вещества и энергии, рассеиваемых до внешних границ географической оболочки

Src="https://present5.com/presentation/3/5254644_44770425.pdf-img/5254644_44770425.pdf-19.jpg" alt="> ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ГЕОГРАФИЧЕСКОЙ ОБОЛОЧКИ 1. Целостность 2. Ритмичность 3. Зональность 4."> ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ГЕОГРАФИЧЕСКОЙ ОБОЛОЧКИ 1. Целостность 2. Ритмичность 3. Зональность 4. Азональность 5. Асимметричность 6. Барьеры 7. Метахронность (несинхронное наступление фаз развития геосистем) 8. Саморазвитие

Src="https://present5.com/presentation/3/5254644_44770425.pdf-img/5254644_44770425.pdf-20.jpg" alt="> ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ГЕОГРАФИЧЕСКОЙ ОБОЛОЧКИ 9. Компенсационные механизмы (закон Чижевского,"> ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ГЕОГРАФИЧЕСКОЙ ОБОЛОЧКИ 9. Компенсационные механизмы (закон Чижевского, воздымание-опускание, похолодание-потепление, экспозиционные эффекты, орошение-усыхание Арала, Эль- Ниньо, Антарктида-Сев. Ледовитый океан…) 10. Дополнительность: контрастные явления не существуют друг без друга (водосбор-русло-конус выноса, циклоны-антициклоны) 11. Пространственно-временные ряды географических явлений (Последовательность во времени отражается в пространственном ряду) 12. Пространственно-временная эмерджентность: целое больше суммы частей (Биоразнообразие большого острова больше биоразнообразия архипелага)

Src="https://present5.com/presentation/3/5254644_44770425.pdf-img/5254644_44770425.pdf-21.jpg" alt="> АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ИЗУЧЕНИЯ ЭВОЛЮЦИИ ЗЕМЛИ ШВремя и механизмы первичного разогрева Земли"> АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ИЗУЧЕНИЯ ЭВОЛЮЦИИ ЗЕМЛИ ШВремя и механизмы первичного разогрева Земли ШПричины распада и восстановления суперконтинентов ШДлительность существования Мирового океана ШКосмические и орбитальные причины климатических изменений ШИзменчивость гравитационной постоянной и влияние сверхдальних гравитационных волн на форму Земли ШПричины массовых вымираний флоры и фауны

Src="https://present5.com/presentation/3/5254644_44770425.pdf-img/5254644_44770425.pdf-22.jpg" alt=">ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ ГЕОГРАФИЧЕСКОЙ ЧТО ВПЕРЕДИ? ОБОЛОЧКИ Через 600 млн. лет в мантии"> ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ ГЕОГРАФИЧЕСКОЙ ЧТО ВПЕРЕДИ? ОБОЛОЧКИ Через 600 млн. лет в мантии всё Fe. O→ Fe 3 O 4 Усилится выделение О 2 из мантии в атмосферу Вырастет атмосферное давление Температура увеличится до 110° С (против современных 15, 1° С) Выкипание океана Дегидратация земной коры Рост температур до 550°С и давления до 500 атм. Гибель жизни Солнце через 5 млрд лет превратится в белого карлика без движения частиц

Каждый химический элемент, совершая круговорот в экосистеме, следует по своему особому пути, но все круговороты приводятся в движение энергией, и участвующие в них элементы попеременно переходят из органической формы в неорганическую и обратно.

Таким образом, важнейшее свойство потоков в экосистемах - их цикличность. Вещества в экосистемах совершают практически полный круговорот, попадая сначала в организмы, затем в абиотическую среду и вновь возвращаясь в организмы, но часто в иных количествах и состояниях. Между круговоротами элементов существует тесная связь

Особенностью биогеохимических круговоротов является то, что в них участвуют не только биогенные элементы, но и посторонние, в том числе многие загрязняющие вещества (поллютанты) .

Географическая оболочка направленно развивается во времени. Однако ей свойственны ритмические …
колебания, при которых состояния геосистем периодически (с большей или меньшей правильностью в чередовании ритмов) повторяются .

Понятие о ритмах. Ритмическими процессами (ритмикой) называют повторяющиеся во времени явления, которые каждый раз развиваются в одном направлении. Это одна из закономерностей существования и развития географической оболочки, проявляющаяся в изменчивости всех процессов. Выделяют два вида ритмических движений: периодические и циклические.

Под периодами понимают ритмы одинаковой длительности (например, время оборота Земли вокруг оси или период обращения ее вокруг Солнца). Ритмы различной продолжительности именуют циклами .

Классификация ритмических движений. Колебания параметров, характеризующих свойства геосфер, обусловлены многими причинами. При их классификации удобно исходить из длительности географических процессов, изменчивость которых определяется соответствующими пространственно-временными масштабами. Среди колебаний обнаруживается достаточно циклов, продолжительность которых варьирует от нескольких сотен миллионов лет (гигациклы) до периодов случайных флуктуации длительностью в минуты, секунды и их доли .

Геологические циклы - самая крупная единица установленной периодичности. Они отразились в смене режимов осадконакопления, вулканизма и магматизма, эпохах расчленения и выравнивания рельефа, периодах формирования кор выветривания и элювиальных образований, в чередовании морских трансгрессий и регрессий, ледниковий и межледниковий, в изменении климата планеты и содержании атмосферных газов .

Сверхвековые ритмы. Продолжительность сверхвековой ритмики составляет от нескольких сотен до нескольких тысяч лет. Особенно хорошо выражен ритм продолжительностью 1800- 1900 лет (например, смена влажного и засушливого климата Сахары). Согласно А. В. Шнитникову, в каждом цикле длительностью 1850 лет есть три фазы: трансгрессивная (фаза прохладно-влажного климата), развивающаяся весьма быстро и энергично, но относительно короткая - 300 - 500 лет; регрессивная (фаза сухого и теплого климата) продолжительностью 600-800 лет, которая протекает медленно и вяло; переходная, охватывающая промежуток в 700-800 лет.

Внутривековые ритмы. Многие исследователи (Г.Ф. Лунгерсгаузен, Е.В.Максимов, М.М.Ермолаев и др.) считают, что большинство наблюдаемых в природе внутривековых ритмов имеет космическое происхождение, поскольку обнаружена связь с ритмами Солнца и отдельных небесных тел. Для годовых колебаний системы атмосфера-океан-суша выделены следующие циклы, каждый из которых имеет свою природу: 111 лет, 80-90 лет, 44 года, 35-40 лет, 22 года, 19 лет, 11 лет, 6-7 лет, 3-4 года, 2 года .

Э.А. Брюкнер в 1890 г. установил, что почти везде на земном шаре климат испытывает циклические колебания со средней продолжительностью одного цикла около 30-35 лет. За это время серия влажных и прохладных лет сменяется серией теплых и сухих. По другим данным (уровень озер, водоносность рек и горных ледников, ледовитость, температура воздуха и др.), продолжительность ритмов может колебаться от 20 до 45 лет .

Сейсмическая активность Земли также носит ритмический характер при средней продолжительности ритмов в 22 -23 года.

Эль-Ниньо - аномальное продвижение теплых экваториальных вод южной ветви Межпассатного противотечения далеко на юг вдоль побережья Южной Америки при ослаблении юго-восточного пассата. Такие вторжения теплых вод резко меняют океанологические и метеорологические условия в прибрежных районах Перу и Чили и приводят к массовой гибели холоднолюбивых промысловых рыб, катастрофическим ливням и штормам большой силы Моменты (фазы) наступления Эль-Ниньо различны, но отмечена периодичность в 2, 4-5 и 8 лет .

При изучении этой проблемы совместно рассматриваются колебания атмосферы, называемые Южным колебанием, колебания океана, регистрируемые по его теплым фазам Эль-Ниньо и холодным - Ла-Нинья, и колебания Земли, проявляющиеся через изменения скорости ее вращения и нутацию географических полюсов. Хронология фаз Эль-Ниньо и Ла-Нинья приведены в табл 7.6. Отмеченные эффекты отражаются далеко за пределами Тихого океана и омываемых им территорий .

Нестабильность вращения Земли (изменения скорости ее вращения и колебания земной оси) порождает в океане и атмосфере полюсной прилив, который в свою очередь влияет на движения атмосферы и океана и протекающие в них процессы. Его амплитуда в океане составляет 0,5 см и зависит от величины смещения полюса .

Внутригодовая, или сезонная, ритмика проявляется в смене времен года, ходе климатических элементов, гидрологических явлениях (ледостав, ледоход, половодье), почвообразовательных и геоморфологических процессах (усиление речных врезов при увеличении расходов воды в паводки и половодья и их затишье в межень, активизация термокарста летом и его замирание зимой, изменение величины плоскостной и почвенной эрозии в разные времена года) и др. Внутримесячная ритмика, связанная с изменчивостью периода обращения Солнца, изменением фаз и склонений Луны, обусловливает соответствующие колебания атмосферных, гидрологических и биологических процессов. Внутримесячные колебания скорости вращения Земли обнаруживают периодичность в 27, 14 и 9 суток.

Внутрисуточная ритмика проявляется в изменении всех гидрометеорологических параметров (температуры, влажности, атмосферного давления), приливо-отливных явлениях, фотосинтезе, биологической активности животных и др. Нагревание горных пород днем и остывание их ночью создает суточный ритм физического выветривания. Такой же ритм присущ и процессам почвообразования .

Историю Земли подразделяют на два этапа (зона): криптозой (время скрытой жизни) и фанерозой (время явной жизни).

Фанерозой довольно хорошо изучен и на основании палеонтологических материалов, подтвержденных данными других методов, подразделен на эры, периоды и эпохи (табл. 8.1).

Криптозой изучен слабо, особенно его ранние этапы. Общепринято деление криптозоя на протерозой и архей. Время между возникновением планеты и образованием известных ныне горных пород определяют как катархей .

Фактологических данных о начальном этапе становления географической оболочки практически нет. Несомненно, что земные процессы и явления того времени происходили в условиях интенсивного космического энергетического воздействия, а также бомбардировки метеоритами и другими телами, которые относительно легко достигали земной поверхности при отсутствии существенной атмосферы. Количество твердых разноразмерных объектов в окружающем пространстве было еще значительным из-за неполной упорядоченности вещества допланетного облака. Земля как самостоятельная планета образовалась 4,5-4,7 млрд лет назад.

Предполагается, что в катархее и раннем архее вулканогенные горные породы, вероятно, основного (базальтового) состава создали первичную земную кору, закрывшую ультраосновную перидотитовую корку аккрецированной планеты со следами многочисленных метеоритных бомбардировок. Конденсация жидкостей из горячих паров скорее всего происходила вблизи земной поверхности и в толщах эффузивных образований, представленных чаще всего лавами, лаво-брекчиями и пеплами.

очевидно существование в природе двух принципиально различных типов вещества: минерального атомарно-кристаллического и живого атомарно-организменного. Коренные различия в биологической активности, даже химически одинаковых соединений, свидетельствует об их принципиальной индивидуальности и невозможности перехода минеральных неорганических и органических веществ в биоорганические живые вещества. Поэтому не следует искать на Земле следы начала жизни. Жизнь вечна и имеет свои особые формы существования.

Реконструкция состава литосферы. Наиболее древние из обнаруженных горных пород с возрастами 3,8-4,1 млрд лет известны лишь в нескольких местах: запад Австралии, юг Африки, восток Южной Америки, северо-восток Северной Америки и юг Гренландии, центр и юго-восток Азии, восток Европы и Антарктида. Наиболее типичными формированиями являются «серые гнейсы», местами подстилаемые «розовыми гнейсами», или гранулитами, с залегающими на них осадочно-вулканогенными отложениями.

Последние хорошо изучены в разрезах юга Гренландии, где они представлены серией Исуа, которая сложена амфиболитами, кремнистыми и карбонатными сланцами с прослоями обломков, полосчатыми железистыми кварцитами с точечными вкраплениями округлых образований окисленного железа, конгломератами с гальками кварцитов, карбонатно-кремнистыми и карбонатными породами. Абсолютный возраст пород серии Исуа и подстилающих их гнейсов составляет 3,8 - 3,7 млрд лет.

Результаты анализа отложений позволяют с разной степенью достоверности утверждать:

·наличие в это время на поверхности планеты воды;

·развитие эрозионно-денудационной деятельности на суше, поставлявшей обломочный материал в водоемы;

·существование разных химических условий осадконакопления, из-за чего сменялось накопление железистых, карбонатных или кремнистых осадков;

·появление свободного кислорода, о чем свидетельствуют округлые выделения окисленного железа, что некоторыми исследователями связывается с присутствием фотосинтезирующих организмов;

·вкрапления могут быть остатками первичных организмов гетерогенного типа, названных исуасферами;

·наличие остатков живых организмов требует признания более раннего существования автотрофной жизни;

·начало осадконакопления, видимо, происходило одновременно с остыванием формирующейся земной коры и изменением горных пород (метаморфизмом);

·произошла смена состава атмосферы - окончательно исчезла остаточная и возникала первичная земная углекислого состава, что подтверждается химизмом горных пород, изменением степени метаморфизма, спецификой жизнедеятельности;

·к моменту начала накопления осадков на Земле уже существовала жизнь в достаточно развитой форме.

О наличии жизнедеятельности уже на первых порах развития земной коры свидетельствует факт установления в породах черно-сланцевой формации углерода биоорганического происхождения. Предполагают, что уже 3,2-3,5 млрд лет назад при образовании мощных (до нескольких сотен метров) толщ углистых сланцев почти половина слагающего их углерода возникла за счет гибели живых организмов и углефикации их вещества. Трудно представить необходимое количество микроорганизмов с массой в сотые и тысячные доли грамма, но то, что окружающая среда позволяла им осуществлять активную деятельность, несомненно. Таким образом, еще раз хочется отметить прозорливость В. И. Вернадского и согласиться с его выводом о том, что исследование земного материала не указывает на наличие такого времени, когда не было живого вещества. В геологическом смысле жизнь вечна.

Реконструкции состава атмосферы. Очевидно, что первичная атмосфера, вначале постепенно, а затем относительно быстро (в геологическом масштабе времени) стала замещаться вторичной, где уже преобладали азот и кислород в свободном состоянии. С начала фанерозоя (570 млн лет назад) до середины девонского периода концентрация кислорода составляла меньше половины современной (рис. 8.3). В конце девона - карбоне - вероятно, в связи с интенсивным вулканизмом и бурным развитием наземной растительности, содержание кислорода резко увеличилось, превысив даже современный уровень. На протяжении позднего палеозоя наблюдается снижение содержания О2, достигшее минимума на границе перми и триаса. В начале юрского периода отмечено его резкое увеличение, превысившее современный уровень в 1,5 раза. Такая ситуация существовала до середины мела, когда произошло снижение концентрации О2до современного уровня.

Газовый состав атмосферы, гидросферы и литосферы часто считают функцией лишь жизнедеятельности организмов, главным образом процесса фотосинтеза. Но это не единственный, а подчас, видимо, и не главный источник. При дегазации недр поступают не меньшие количества различных газов, в том числе мантийного кислорода с иным, чем у фотосинтетического, соотношением изотопов. Сравнение содержаний кислорода и диоксида углерода в разные эпохи фанерозоя показывает их сходный характер, что не может быть объяснено фотосинтезом, в процессе которого диоксид углерода расходуется на формирование органического вещества и при этом выделяется избыток свободного кислорода. Если же учесть совпадение эпох повышенных концентраций кислорода и диоксида углерода с периодами орогенеза, тектонических движений и трансформаций земных недр, то их источник становится очевидным. С течением времени в земной атмосфере происходило уменьшение количеств диоксида углерода при возрастании содержаний азота и кислорода, но процесс этот не был постепенным, а носил скачкообразный характер, обусловленный ритмичным проявлением природных процессов.

Реконструкция гидросферы. Установлено, что первичные воды были кислыми из-за активных вулканических процессов и углекислого состава атмосферы, поставлявшей основные осадки. Пресные воды появились позднее, очевидно, в результате резких климатических изменений - ледниковых периодов и межледниковых эпох (рис. 8.4 и табл. 8.2). Одним из самых спорных остается вопрос об объеме земных вод. Очевидно, что изначально не могло возникнуть такого огромного количества воды - не было источника. Кроме того, все первичные водоемы докембрия носили эпиконтинентальный характер - это залитая водой бывшая суша. Современные материалы о строении дна океанов свидетельствуют об их возникновении только с середины мезозойского времени (180-200 млн лет). Довольно убедительны доказательства о происхождении их за счет раздвигания земной коры по зонам рифтогенных разломов с внедрением мантийного вещества основного и ультра-основного составов и одновременным заполнением водами, как атмосферного, так и глубинного генезиса. Процесс продолжается до настоящего времени (рис. 8.5). Для некоторых океанов, например Атлантического, характерно симметричное расположение пород одного возраста относительно центральной зоны срединно-океанического хребта, для других, например, Тихого - более сложное.

Реконструкция органического мира. Быстрое развитие органического мира началось в конце протерозоя - начале палеозоя (хотя наиболее древние следы жизни почти ровесники осадочных пород). В ордовике появились первые представители позвоночных животных - панцирные рыбы. В силуре растения и животные вышли на сушу, с чем связывают увеличение содержания кислорода в атмосфере, достигшее половины его современного уровня. Произошло оформление озонового слоя, который стал защищать приповерхностные слои Земли от жесткого солнечного и космического излучения. Появление озонового слоя и его роль в жизнедеятельности организмов намного сложнее, чем обычно считается. Во-первых, доказано, что многие организмы, особенно простейшие практически не реагируют на космическое излучение. Во-вторых, в геологических разрезах обнаружены следы достаточно развитых палеопочв с возрастами до 3,1 млрд лет, что свидетельствует о поверхностной жизнедеятельности организмов, участвующих в почвообразовательных процессах. В этой связи к приведенной схеме развития органического мира с указанием критических точек содержания кислорода следует относиться как к одному из возможных вариантов. Приведем еще одну схему некоторых основных событии эволюции географической оболочки, показывающей фактическую идентичность понятий биосфера в широком смысле и географическая оболочка (рис.8.7).

В девоне четко оформилась дифференциация физико-географических обстановок: появились лесные, болотные и аридные ландшафты, лагунное соленакопление, возникла окислительно-восстановительная контрастность географической оболочки. С карбона стала отчетливо проявляться географическая зональность, следы которой известны еще с протерозоя.

В мезозое дифференциация и усложнение физико-географических условий продолжались. На рубеже палеозойской и мезозойской эр произошла резкая смена животного мира — началось бурное развитие пресмыкающихся (ящеров). В юре появились покрытосеменные (цветковые) растения, а в мелу они стали господствующими. В конце мелового периода гигантские пресмыкающиеся вымерли. Возникли степи и саванны.

К мезозойской эре относятся крупные изменения в строении поверхности Земли, связанные с мощными расколами земной коры вплоть до верхней мантии, ее раздвижением и образованием океанических впадин. Возникла современная конфигурация континентальных и океанических глыб с высотой суши до 9 км (гора Джомолунгма, 8848 м) и глубинами океана более 11 км (Марианский желоб, 11 034 м). Такой контрастный рельеф появился впервые в истории Земли, что, несомненно, сказалось на функционировании географической оболочки.

События кайнозоя оказали огромное влияние на современный облик земной поверхности. Одним из важнейших событий явилась альпийская складчатость, начавшаяся в палеогене и охватившая большие площади Альпийско-Гималайского и Тихоокеанского поясов. От неогена ведет отсчет неотектонический, или новейший, этап развития земной коры, который ознаменовался интенсивным поднятием материков: высота суши в неогене и плейстоцене увеличилась в среднем на 500 м. В геосинклинальных поясах образовались молодые горы, испытали повторные поднятия и более древние горы (Тянь-Шань, Урал, Аппалачи и др.).

Рост площади и высоты материков способствовал охлаждению земной поверхности. В Антарктиде с середины миоцена образовался ледниковый покров (в Северном полярном бассейне морские льды и ледники на прилегающей суше и островах возникли значительно позднее). Около ледниковых щитов образовались перигляциальные зоны с холодным сухим климатом и тундрово-степной растительностью.

Последний период кайнозойской эры - четвертичный - называют также антропогеновым (в связи с появлением человека) или ледниковым (в связи с усилением похолодания и распространением ледников на значительных пространствах Северной Америки и Евразии). На Русской равнине ледники достигали 49° с.ш., а в Северной Америке - даже 37° с. ш.

Время, когда ледники занимали большие площади, называют ледниковыми эпохами, когда отступали - межледниковыми эпохами. Современная эпоха - голоцен, наступившая около 10-12 тыс. лет назад, скорее всего, соответствует очередному межледниковью.

Наиболее примечательный факт в развитии природы за последние миллионы лет - появление человека. Человек относится к семейству гоминид и в настоящее время является единственным видом этого семейства. Дифференциация гоминид и обезьян произошла еще в олигоцене. Самый ранний известный представитель гоминид - миоценовый рамапитек, его останки были найдены в Восточной Африке, Южной и Восточной Азии. Следующее звено эволюции - плиоценовый австралопитек, находки которого датируются временем от 5 до 1,75 млн лет. Это был предшественник человека.

В плейстоцене появились архантропы (питекантроп, синантроп и др.), принадлежавшие уже к роду человека. Древнейший период в развитии человечества, когда орудия труда и оружие изготовлялись из камня, дерева и кости, называется каменным веком. Он продолжался весь плейстоцен и часть голоцена.

Таким образом, анализ событий позволяет выявить главную закономерность: на протяжении геологической истории Земли наблюдается направленное необратимое изменение географической оболочки.

Для географической оболочки характерны также неравномерность развития, периодичность, цикличность и метахронность процессов. Необходимо особо подчеркнуть, что представления о поступательном эволюционном характере развития окружающей нас природы не вполне правильны. В результате ход развития Земли и ее оболочек носит прерывисто-непрерывный характер, который можно назвать эволюционно-революционным прогрессивно направленным на усложнение и совершенствование географической оболочки. В геологической истории нашей планеты выделяются периоды скачкообразных «усилений» и «падений» развития как среди неживой, так и живой природы. Это известные времена расцвета и вымирания организмов, тектонические затишья и периоды активизации земных недр, чередования холодных и теплых эпох, трансгрессий и регрессий и многое другое. Колебательный тип изменений географической оболочки и ее отдельных компонентов происходит на фоне совершенствования географического пространства, а пилообразный характер изменения биоразнообразия - на фоне увеличивающегося количества выживаемых родов и семейств организмов. Таким образом, естественный ход развития нашей планеты пока носит прогрессивный характер, обеспечивающий жизнедеятельность возрастающего многообразия ландшафтов.

100 р бонус за первый заказ

Выберите тип работы Дипломная работа Курсовая работа Реферат Магистерская диссертация Отчёт по практике Статья Доклад Рецензия Контрольная работа Монография Решение задач Бизнес-план Ответы на вопросы Творческая работа Эссе Чертёж Сочинения Перевод Презентации Набор текста Другое Повышение уникальности текста Кандидатская диссертация Лабораторная работа Помощь on-line

Узнать цену

Географическая оболочка Земли стала формироваться с того момента, когда растущая планета приобрела возможность саморазвития. Историю развития Земли подразделяют на два этапа (эона): криптозой (время скрытой жизни) и фанерозой (время явной жизни). Быстрое развитие органического мира началось в конце протерозоя – начале палеозоя. В ордовике появились первые представители позвоночных животных – панцирные рыбы. В силуре растения и животные вышили на сушу. В это же время происходит накопление кислорода в атмосфере, оформление озонового слоя. Выход организмов на сушу значительно повлиял на дальнейшее развитие Земли.

В девоне четко оформилась дифференциация физико-географических обстановок. В это время появились лесные, болотные и аридные ландшафты, лагунные скопления. Уже в карбоне стала отчетливо проявляться географическая зональность. В мезозое дифференциация и усложнение физико-географических условий продолжались. На рубеже палеозойской и мезозойской эр произошла резкая смена животного мира – началось бурное развитие пресмыкающихся. В юре появились покрытосеменные (цветковые) растения, а в мелу они стали господствующими. В конце мелового периода происходит вымирание гигантских пресмыкающихся, возникают степи и саванны.

В мезозойской эре строение земной коры претерпевает значительные изменения, связанные с мощными расколами земной коры вплоть до верхней мантии, ее раздвижением и образованием океанических впадин. Возникает современная конфигурация континентальных и океанических глыб. Это приводит к высотному контрасту рельефа от + 8848 м (г. Джомалунгма) до – 11034 (Марианский желоб).

В кайнозое происходит альпийская складчатость, начавшаяся в палеогене и охватившая площади Альпийско-Гималайского и Тихоокеанического поясов. От неогена идет отсчет неотектонической, или новейший этап развития земной коры. Последний период кайнозойской эры – четвертичный – называют также антропогеновым (в связи с появлением человека) или ледниковым. Время, когда ледники занимали большие площади, называют ледниковыми эпохами , когда они отступали – межледниковыми эпохами .

Современная эпоха голоцен , наступившая около 10÷12 тыс. лет назад. Географическая оболочка развивается под влиянием разных сил. Внешние силы (солнечная радиация, космические поля и т.д.) хотя и не оставались низменными, но все же не менялись направленно, поэтому они не могли вызвать направленного развития природы земной поверхности. Направленный характер имело развитие планеты, как космического тела, что определило многие закономерности географической оболочки. Большую роль при этом сыграло развитие живых организмов (на последнем этапе – человечество) и формирование биосферы.