Литосфера

• Остров Тайвань расположен в сейсмическом поясе. Это полоса, в пределах которой часто возникают очаги землетрясений.

Литосфера

Земля состоит из нескольких концентрических оболочек, каждой из которых присущи особый химический состав, физические свойства и агрегатное состояние. Оболочки Земли группируются на 3 основных слоя:

1. наружный – земную кору;

2. промежуточный – мантию;

3. внутренний – ядро.

 

Ядро предположительно составляют окислы железа и никеля, находящиеся в расплавленном состоянии.

Мантия состоит из пород, основными компонентами которых являются силикаты магния и железа.

Земная кора по отношению ко всей планете составляет около 1,5% ее объема (0,8% от массы). Толщина земной коры под континентами составляет 35 – 70 км (в среднем 50 км), под океанами – 5 –10 км. В земной коре преобладают следующие химические элементы:

· кислород (47 - 49,1%) – он присутствует в составе большинства минералов;

· кремний (26 – 28 %): кремнезем (оксид кремния), кварц, силикаты.

· алюминий (7,4 – 8,7 %);

· железо (4,2- 5,1 %);

· кальций (3,3 – 3,6%);

· натрий (2.6 %);

· калий (2,6%);

· магний (2,1%).

 

Различают материковую и океаническую кору. Верхняя часть материковой коры сложена т.н. осадочным чехлом, ниже расположены гранитный и базальтовый слои. Океаническая кора имеет главным образом базальтовый состав (содержит кремний и магний). Плотность материковой коры составляет 2,7 г/см³, а океанической – 2,9 г/см³.

 

Материковая кора	SiO2	69%
	Al2O3	14%
	Fe2O3 + FeO	4%
Океаническая кора	SiO2	48%
	Al2O3	15%
	Fe2O3 + FeO	12%
	MgO	9%

 

Литосфера – это твердая оболочка Земли, включающая земную кору и верхний слой мантии. Толщина литосферы колеблется в пределах от 50 до 200 км.

Самые распрострененные химические элементы в литосфере – кислород, кремний, алюминий и магний, на их суммарную долю приходится 92% массы литосферы. Кислород, кремний и алюминий образуют самые распространенные в земной коре соединения – силикаты и алюмосиликаты.

Земная кора состоит их горных пород. Горные породы – это геологические образования, состоящие из минералов и обладающие относительно постоянным химическим составом и свойствами. Основные группы горных пород: магматические, осадочные и метаморфические.

Магматические породы – являются результатом застывания вулканической магмы, разлившейся по поверхности суши или внедрившиеся в глубь земной коры. На глубине 15-30 км магматические породы представлены в основном гранитом.

Осадочные породы – это преимущественно поверхностные образования, возникшие при разрушении и переотложении других – ранее сформировавшихся – горных пород (щебень, гравий, песок, песчаники, глины).

Метаморфические породы – это продукты изменения магматических и осадочных пород в результате воздействия физико-химических процессов (в основном высоких температур и давления).

Минералы – это природные неорганические соединения, состоящие из одного или нескольких химических соединений. Большинство минералов находится в кристаллическом состоянии, и имеет относительно постоянный состав. В земной коре обнаружено около 3000 минералов, подавляющая их часть (90%) образована силикатами алюминия, железа, кальция, магния, калия и натрия. Так, наиболее распространенным минералами являются полевые шпаты (58%), простые силикаты (16,8%), кварц (12,6%), слюда (3,6%).

Важная составляющая литосферы – подземные воды, общий объем которых в осадочном чехле составляет 61,4 млн. км³. Вода присутствует в земной толще как в свободном состоянии, так и в связанной форме, а также в различных агрегатных состояниях: в виде паров, льда и жидкости. Свободные воды подземной гидросферы в той или иной степени минерализованы, на долю пресных подземных вод приходится 2%. Пресные подземные воды – это в основном грунтовые воды, которые непосредственно связаны с поверхностными источниками (реками, озерами). Общая минерализация подземных пресных вод составляет не более 1 г/л, по составу они принадлежат к гидрокарбонатным. Грунтовые воды отличаются высоким содержанием растворенного органического вещества, концентрация которого может составлять более 35 мг/л, наименьшее количество органического вещества содержат воды аридного (засушливого) пояса – менее 20 мг/л.

В состав биосферы входит только верхняя часть земной коры, причем положение нижней границы биосферы четко не установлено. Положение границы биосферы в литосфере обусловлено геологическим строением местности, гидрогеологических условий местности и геотермического градиента. Геотермический градиент характеризует прирост температуры горных пород при углублении на каждые 100 м. В среднем он составляет 3⁰С, но в зависимости от условий колеблется от 1 до 20⁰С.

В целом распространение живого вещества в литосфере наблюдается всего до нескольких десятков метров. Некоторые микроорганизмы с подземными водами достигают глубин до 2...3 км.

Почва

Почва – это самостоятельное естественной органо-минеральное тело, возникающее на поверхности земной суши в результате длительного воздействия биотических, абиотических и антропогенных факторов. Почва состоит из твердых минеральных и органических частиц, воды и воздуха, она обладает комплексом свойств, которые обуславливают условия для роста и развития растений. Почва представляет собой рыхлый поверхностный горизонт суши, способный производить урожай. Она является важнейшим элементом наземных экосистем, это продукт взаимодействия биоты и залегающих пород.

Почву рассматривают как особое природное тело, которое играет исключительно важную роль в глобальных биогеохимических процессах. С геосферами Земли почва связана следующим образом:

1. С литосферой:

· Участвует в биохимическом преобразовании верхних слоев литосферы;

· Является источником для образования минералов, полезных ископаемых, горных пород.

· Участвует в передаче аккумулированной солнечной энергии в глубокие слои литосферы;

· Защищает литосферу от чрезмерной эрозии.

2. С гидросферой:

· Трансформирует поверхностные воды в грунтовые;

· Участвует в формировании речного стока;

· Является фактором биопродуктивности водоемов за счет приносимых биогенных соединений;

· Является сорбционным, барьером, защищающим от загрязнений.

3. С атмосферой:

· Поглощает и отражает солнечную радиацию;

· Регулирует водооборот атмосферы;

· Источник твердого вещества и микроорганизмов, поступающих в атмосферу;

· Регулирование газового режима атмосферы.

4. С биосферой:

· Среда обитания, аккумулятор и источник вещества и энергии для организмов суши;

· Защитный барьер;

· Связующее звено биологического и геологического круговоротов.

Почвообразующие породы – это субстрат, на котором образуются почвы. Они состоят из различных минеральных компонентов, в той или иной степени участвующих в почвообразовании. Минеральное вещество составляет 60 – 90% всего веса почвы. От характера материнских пород зависят физические свойства почвы: ее водный и тепловой режимы, скорость передвижения веществ в почве, минералогический и химический состав, первоначальное содержание элементов питания для растений.

Органические компоненты почвы формируются в результате жизнедеятельности растений, животных и микроорганизмов. Основная роль при этом принадлежит растительности. Зеленые растения являются практически единственными создателями первичных органических веществ. Поглощая из атмосферы углекислый газ, из почвы – воду и минеральные вещества и используя энергию солнечного света, они в процессе фотосинтеза создают сложные органические соединения. Наибольшее количество органических веществ дают лесные сообщества, особенно в условиях влажных тропиков.

В процессе отмирания как целых растений, так и их отдельных частей, органические вещества поступают в почву (корневой и наземный спад). Количество годового спада колеблется в значительных пределах: во влажных лесах он достигает 250 ц/га, в арктических тундрах – менее 10 ц/га. На поверхности почвы органическое вещество под воздействием животных, бактерий, грибов, а также физических и химических факторов разлагается с образованием почвенного гумуса. Зольные вещества пополняют минеральную часть почвы. Неразложившийся растительный материал образует т.н. лесную подстилку (в лесах) или войлок (в степях и лугах). Эти образования оказывают влияние на газообмен почвы, проницаемость осадков, на тепловой режим верхнего слоя почвы, почвенную фауну и жизнедеятельность микроорганизмов.

Основная функция живых организмов в почве – преобразование органических веществ. В почвообразовании принимают участие как почвенные, так и наземные животные. В почвенной среде животные представлены главным образом беспозвоночными и простейшими. Почвенные животные делятся на 2 группы: биофагов, питающихся живыми организмами или тканями животных организмов, и сапрофагов, использующих в пищу органическое вещество. Основное количество почвенных живых организмов – это сапрофаги: нематоды, дождевые черви.

Важнейшим свойством почвы является ее плодородие, т.е. способность обеспечивать органическое и минеральное питание растений. Плодородие зависит от физических и химических свойств почвы, которые в совокупности представляют эдафические факторы.

Факторы почвообразования: почвообразующие породы, растительные и животные организмы, климат, рельеф, возраст, вода (почвенная и грунтовая), хозяйственная деятельность человека.

Верхний, наиболее плодородный слой почвы, содержащий продукты перегнивания органики, называется гумусом (перегнойным слоем). В химический состав гумуса входят свободные ульминовая и гуминовая кислоты, а также их соли кальция, железа и магния.

Ниже гумусового слоя находится малоплодородный слой. Питательные вещества вымыты из него водой или кислотами, поэтому его называют горизонтом вымывания.

Органические вещества, поступающие в почву с мертвыми тканями организмов, включают лигнин, белковые вещества, липиды, а также конечные продукты обмена веществ растений (воска, смолы, дубильные вещества).

Органические остатки в почвы минерализуются с образованием простых продуктов – воды, углекислого газа, аммиака.

Важнейшими характеристиками почвы являются: концентрация солей в почвенном растворе, кислотность (оказывает влияние на активность микроорганизмов).