Химический состав земной коры по А. П. Виноградову

О химическом составе мантии и ядра судят по химическому составу метеоритов и плотности пород, установленной геофи­зическими методами.

Внешние оболочки

Атмосфера газообразным покровом обтекает земную поверх­ность. Ее верхняя граница находится на высоте 3000 км. Атмо­сфера разделяется (снизу вверх) на тропосферу, стратосферу и ионосферу.

Мощность тропосферы у экватора достигает 17 км, у по­люсов 8—10 км, составляя в среднем 12 км. В тропосфере за­ключено до 80% массы всей атмосферы. Газовый состав (воз­дух) тропосферы следующий: азота 78,08%, кислорода 20,95%, аргона 0,93%, углекислого газа 0,03%. На долю других газов (водорода, неона, криптона, ксенона, гелия и др.) приходится 0,01%. В тропосфере содержится почти весь водяной пар и образуется основная масса облаков. Давление воздуха в ниж­них слоях тропосферы (на уровне моря) составляет 760 мм рт. ст.*, или 1 атм. На высоте 10 км давление снижается до 200 мм I рт. ст. Температура воздуха Земли зависит от широты местно­сти, различных климатических условий и на каждые 100 м вы­соты понижается на 0,6° С. Так, на высоте 10 км температура воздуха ниже минус 50° С. В результате неравномерного рас­пределения тепла и давления в тропосфере происходит гори­зонтальная и вертикальная циркуляция воздушных масс.

Выше тропосферы, до 80—90 км от поверхности Земли, располагается стратосфера. На ее долю приходится менее 10% от всей массы атмосферы. Водяные пары в стратосфере почти отсутствуют. Температура в нижних слоях близка к тем­пературе верхних слоев тропосферы. В средней части страто­сферы за счет присутствия озона, который поглощает ультра­фиолетовые солнечные лучи, температура повышается и на вы­соте 60 км достигает +75°С. В верхних слоях температура вновь понижается до 80—90° С ниже нуля.

В верхнем слое атмосферы — ионосфере воздушные массы находятся в состоянии крайнего разрежения, так как при­сутствуют а атомном, а не в молекулярном состоянии. Под воз­действием ультрафиолетового излучения Солнца вещество иони­зируется (атомы теряют свои электроны). Температура ионо­сферы достигает нескольких сотен и тысяч градусов выше нуля (на высоте 200 км — 600—700°С, на высоте 1100 км —4000° С). Это связано с интенсивным поглощением азотом и кислоро­дом ультрафиолетовых лучей. Однако в силу особого физиче­ского состояния ионосферы тела в ней не нагреваются.

Гидросфера. Вода океанов и морей не образует сплошной оболочки вокруг Земли, а занимает на ее поверхности пони­жения и впадины. Тихий, Атлантический, Индийский, Ледови­тый океаны и связанные с ними внутриконтинентальные моря образуют единую систему океана. Без учета вод озер, болот, рек площадь Мирового океана занимает около 70,8% всей земной поверхности.

Структурно-геоморфологическими элементами океанов яв­ляются: шельф, континентальный склон, ложе океана, вклю­чающее океанические котлованы, разобщенные срединно-океаническими хребтами и валами, глубоководные желоба, остров­ные дуги и котловины окраинных морей (рис. 4).

Шельф—это окраинные части континентов, погруженные до глубины первых сотен метров.

Ложе океана находится на глубинах от 2,5 до 6 км и через континентальный склон переходит в шельф.

Срединно-океанические хребты — это очень крупные горные системы, осложняющие строение ложа океана и разобщающие отдельные океанические котловины. Они выделяются

Рис 4. Гипсографическая кривая (А) и обобщенный профиль дна океана (Б)

в Атлантическом, Тихом и Индийском океанах, образуя единую систему протяженностью до 60 000 км и шириной 1 до 1000 км. Высота хребтов от 1 до 3 км.

Островные дуги — это системы островов или подводных возвышенностей, расположенных во внешней части океанов. Они отделяют котловины окраинных морей (Берингово море, Японское море и др.) от центральной части океанов. Со сто­роны океана вдоль островных дуг протягиваются узкие глубоководные желоба.

Средняя соленость воды в Мировом океане составляет 3б⁰/₀₀* и носит название нормальной солености. Соле­ность поверхностных слоев воды океана изменяется от 33—34%о в экваториальной и приполярных зонах до 37—38%о — в субтропиках. Моря, имеющие соленость ниже, чем в Миро­вом океане, называют опресненными (Черное море 18%о), выше—осолоненными (Красное море —41%о)- Прес­ные водоемы характеризуются соленостью менее 10%о

Солевой состав воды Мирового океана: хлоридов 88,7%0, суль­фатов 10,8%о, карбонатов 0,3°/о0, прочих солей 0,2%о- Газовый состав — кислород, углекислый газ, аммиак, сероводород. Тем­пература в поверхностном слое воды колеблется от +45 до —3°С, на больших глубинах не превышает +3°С. Давление в гидросфере возрастает с глубиной — на каждые 10 м на 1 атм.

Органическая жизнь в морях связана со всей толщей воды. Организмы, ведущие прикрепленный или подвижный донный образ жизни, называются бетонными, или бентосом. Организмы, обладающие способностью активного передвиже­ния в воде, называются нектоном, а организмы, пассивно передвигаемые в воде волнами и течениями, называются планктон о м.

Воды Мирового океана находятся в постоянном движении. Их циркуляция происходит в результате волнения масс воды ветром и под влиянием постоянных и временных течений и от­ливов. Волнения, вызываемые ветром, а также в связи с пере­мещением вод неодинаковой солености, ощущаются до глубины 200 м; высота волн достигает 10—15 м. Морские (океанические) течения возникают под воздействием постоянно дующих вет­ров— пассатов и муссонов (теплое течение Гольфстрим и хо­лодное — Лабрадор).

Периодические колебания уровня моря под влиянием лун­ного и солнечного притяжения получили название приливов и отливов. По мере вращения Земли вокруг своей оси в те­чение суток в одном и том же участке гидросферы возникает два прилива и два отлива.

Биосфера. К биосфере относят область, населенную жи­выми организмами. Подавляющая часть живой биомассы оби­тает в мелководных и поверхностных зонах морей и океанов, обладая исключительной приспособленностью к жизни.

Верхняя граница биосферы соответствует нижним слоям тропосферы, так как споры низших растений существуют при низких давлениях и температурах (до 100—190°С ниже нуля). Глубина возможного проникновения живых организмов в зем­ную кору оценивается в 1500—2000 м, так как известны низ­шие растения, способные существовать в горячих источниках при температуре выше 100° С. Животные, обитающие в оке­анах, выдерживают давление многих сотен атмосфер. Клетки живых организмов содержат более 60 химических элементов. Биосфера играет большую роль в геологических про­цессах.