Оболочки Земли

Выше рассматривались некоторые функции литосферы: ресурсная, геодинамическая, химическая, физическая и экологическая. Дополним рассмотрение роли различных оболочек Земли в плане их влияния на экологическое состояние.

В ресурсной оболочке наиболее неблагоприятная обстановка складывается с энергетическими ресурсами. Перспективность таких широко используемых энергетических ресурсов, как природный газ, нефть, уголь, быстро убывает. Согласно оценкам, запасы газа и нефти перспективны не более чем на 50 лет, угля — приблизительно на 150 лет.

Не разработаны пути использования в удовлетворяющем человечество количестве солнечной и ветряной энергии (для размещения солнечных батарей и ветряных электростанций требуется много места, а коэффициент полезного действия их все еще недостаточно высок).

Крайнюю озабоченность вызывает ситуация с запасами полиметаллических руд, содержащих никель, кобальт, вольфрам, молибден, медь, свинец, цинк, олово. Считается, что они будут практически исчерпаны в ближайшее столетие. Лишь несколько лучше обстоят дела с железными, марганцевыми и хромовыми рудами.

Человечество стало мощной литосферной силой и рельефообразующим фактором. К увеличению сейсмичности приводят интенсивная добыча газа и нефти, закачка воды глубоко под землю, рытье карьеров и котлованов, заполнение водой котловин; оседают плотины электростанций, крупные города типа Токио и Осаки.

Человечеству становится тесно на поверхности планеты, а потому оно обращается к подземному геологическому пространству. В связи с этим требуется очень точная геоэкологическая оценка.

В геодинамической оболочке важнейшей проблемой остается сейсмическая и вулканическая деятельность. Большое значение приобретают в связи с этим прогноз развития катастрофических геологических процессов, эколого-геологическое обоснование возможной инженерной защиты территорий и осуществление этой зашиты.

Разумеется, с различного рода нежелательными последствиями связана такая техногенная деятельность человека, которая увеличивает риск возникновения геодинамических потрясений.

Геофизико-геохимическая оболочка. Главными геофизическими факторами являются радиоактивные излучения, тепловые и шумовые эффекты.

Земной радиационный фон имеется даже в любом помещении. Источник его — радон и продукты его радиоактивного распада. Основной канал проникновения радона — почва и строительные материалы.

Техническая деятельность человека, связанная с выносом естественных радионуклидов во внешнюю среду, приводит к включению их в геобиогенные циклы. А это означает, что основная часть радиационного фона имеет антропное происхождение.

Одна из форм загрязнения литосферы — шум, распространяющийся в приповерхностных слоях земной коры. Промышленные предприятия и средства транспорта производят шумы, которые накладываются на естественно-природный шумовой фон.

В итоге живые организмы, особенно те, места обитания которых находятся в земле, и человек испытывают постоянное звуковое раздражение.

Геохимические проблемы касаются главным образом химического загрязнения тяжелыми металлами, пестицидами и т. д.

Опасные для жизни человека химические вещества в земной коре находятся в связанном состоянии. Будучи извлеченными из недр Земли, они возвращаются сначала на поверхность планеты, а затем и в глубь нее уже в виде, представляющем большую опасность для человека.

Таковы, например, тяжелые металлы — свинец, цинк, ртуть, никель, кадмий и др. Основными же источниками тяжелых металлов являются промышленные предприятия и атомные и тепловые электростанции.

Сначала тяжелые металлы попадают в атмосферу, затем с осадками выпадают на поверхность Земли. Согласно расчетам, вклад в химическое загрязнение планеты антропогенного свинца составляет от 94 до 97%, кадмия — от 84 до 89, никеля — от 66 до 75% и т. д.

Значительный вклад в химическое загрязнение литосферы, особенно земной коры, вносят различного рода отходы, в том числе радиоактивные, в твердом и жидком состоянии.

Географическая оболочка имеет сложное строение, она состоит из большой совокупности природных комплексов.

Наиболее крупные подразделения географической оболочки —географические пояса, опоясывающие земной шар в широтном направлении. Каждый географический пояс имеет особый набор широтных, долготных и высотных зон.

Географическая оболочка подразделяется на следующие географические пояса: один экваториальный и по два (северный и южный) субэкваториальных, тропических, субтропических, умеренных, а также субарктический и субантарктический, арктический и антарктический.

Внутри поясов по соотношению тепла и влаги и преобладающей растительности выделяются природные зоны — тундра, лесотундра, лесная зона, лесостепь, степь, полупустыни, пустыни и др.

Зональность характерна также и для Мирового океана — от экватора к полюсам меняются свойства вод (температура, соленость, плотность), состав растительного и животного мира.

Высотная поясность характерна для гор. С высотой изменяется климат — как правило, температура понижается, а осадки увеличиваются.

Термин “географическая оболочка” близок к понятию биосферы, которая представляет собой не только само живое вещество, но и вещество, в котором сосредоточена жизнь. Верхняя граница биосферы находится на уровне озонового слоя, а нижняя — в твердой земной коре.

Географический ландшафт — это относительно однородный участок, отличающийся закономерным сочетанием рельефа, климата, растительности и др.

Для каждого ландшафта, независимо от его пространственных размеров, всегда характерна вполне определенная однотипность природоустройства, которая как раз и представляет собой системно интегративный признак ландшафта.

В качестве ландшафта могут рассматриваться как элементарный, наименьший природный комплекс, так и географический пояс, т. е. крупнейшее зональное подразделение географической оболочки.

Ландшафтоведческий подход предполагает выделение земной основы географического комплекса как главного компонента. Однако объектом рассмотрения географических наук является не только суша, но и океаны, и атмосфера.

Понятие “гидросфера” равнозначно понятию “все свободные воды Земли”. Вода присутствует на Земле в трех фазовых состояниях. Два типа воды — пресная и соленая — образуют материковую и океаническую часть гидросферы. Соленая вода составляет до 98% всей содержащейся на Земле.

Полярные ледники составляют 85% всей пресной воды. Весь стационарный запас в руслах рек всего мира равен 1200 км3 (0,0001% общего объема воды, или 0,004% пресной).

Кроме наземной гидросферы существует еще и подземная гидросфера (2% общего объема воды). Накопление глубинных подземных вод происходило в течение многих миллионов лет. Они обычно сильно минерализованы.

Атмосфера представляет собой смесь газов, жидкости (вода), твердых веществ (пыль, снег, град). Нижняя атмосфера представляет собой смесь газов в следующей пропорции: азот — 78,1%; кислород — 21%; аргон — 0,9%; углекислый газ — около 0,04%. Содержание углекислого газа постепенно увеличивается. Это связано с тем, что человечество сжигает огромное количество горючего, существенно утепляя климат Земли.

Плотность атмосферы с высотой уменьшается (на вершинах гор — до 30%).

Огромное значение для температурного режима географической оболочки и для жизни в ней имеет увеличение (до 10 раз) концентрации озона (О₃) на высоте 10–50 км (озоновый слой). Озон нагревается сам, нагревает атмосферу и почти не пропускает ультрафиолетовое излучение Солнца и тем самым предохраняет живые организмы от гибели.

С высотой температура понижается на 0,6 °С на каждые 100 м до – 80 °С на высоте 10 км на полюсах и на высоте до 18 км на экваторе. В озоновом слое температура снова вырастает и достигает + 30 °С.

Затем в мезосфере температура понижается до – 90 °С и в термосфере растет до – 50 °С. Средние годовые температуры земной поверхности в Северном полушарии следующие: на экваторе 27 °С, на широте 30° – 21 °С, на широте 60° – 1 °С, на Северном полюсе – 23 °С.

Все науки о Земле имеют системный, комплексный характер. В полной мере это относится и к географии. География имеет дело с взаимодействием нескольких геосферных оболочек: атмосферы (вплоть до озонового слоя), гидросферы, биосферы, литосферы (до границы Мохоровичича). Географическая оболочка Земли — это результат взаимодействия нескольких геосферных оболочек.

География имеет дело с ликом Земли, той ее областью, которая играет определяющую роль в жизни человека. В географии всегда объединяются по крайней мере два подхода: естественно-научный и социально-экологический. Когда эти два подхода изолируют друг от друга, то противопоставляют физическую географию и экологическую географию.

Однако такая изоляция уместна лишь отчасти. В конечном счете выясняется, что специфика географии ограниченно связана как с естественно-научным, так и с социально-экологическим подходом.

Особенно широко используются в современной географии методы физических, химических, геологических, биологических и экологических наук.