Свойства географической оболочки

Все компоненты географической оболочки взаимосвязаны. Изменение хотя бы одного из них влечёт за собой изменение всей оболочки. Именно в этом проявляется целостность географической оболочки. Географическая оболочка — это не просто сумма компонентов.

Что это значит: не сумма компонентов? Поясним на примере. Например, кучка колечек — это именно кучка колечек. Уберите одно колечко, и кучка почти не изменится. А если эти колечки соединить вместе, получается принципиально новое образование — цепь. Значение отдельных колец, образующих цепь, уже совсем иное. Уберите одно кольцо, и цепь может разорваться.

Взаимосвязь между компонентами географической оболочки обеспечивают круговороты вещества и энергии. Известный вам круговорот воды — только один из многих существующих круговоротов. Вещество всех оболочек постоянно проходит через систему круговорота. Рассмотрим примеры, но для этого нам придётся вспомнить многое из того, что было изучено в курсе школьной географии.

Разный нагрев поверхности Земли приводит к формированию постоянно существующих поясов атмосферного давления. От экватора к полюсам чередуются пояса высокого и низкого давления. На экваторе атмосферное давление постоянно низкое, в тропических широтах — повышенное. В умеренных широтах, в которых живёт большинство из нас, атмосферное давление среднее, а вот в приполярных районах оно всегда высокое, ведь холодный воздух плотнее, а значит, и тяжелее.

Проверьте себя: ветер — это движение воздуха из области с
высоким атмосферным давлением в область с низким атмосферным давлением. Но если существуют области с постоянно высоким и постоянно низким давлением (рис. 48), значит, между ними должен возникать непрерывный ток воздуха, который называется как? Внимание, это материал 7 класса! Эти движения воздуха называются постоянными ветрами (рис. 49). На земном шаре существует несколько систем постоянных ветров. Их ещё называют ветрами общей циркуляции атмосферы.

Кроме горизонтальных движений воздуха есть ещё и вертикальные: восходящие и нисходящие. Посмотрите на рисунок 50, изображающий движение воздуха в районе тропиков. Он взят из учебника 7 класса, так что должен быть вам знаком. На экваторе наблюдаются постоянные восходящие движения воздуха, а на тропиках — нисходящие.

Эти горизонтальные и вертикальные воздушные потоки планетарного масштаба приводят к постоянному перемешиванию воздуха, что, по сути, образует круговорот воздуха. Называется он общей циркуляцией атмосферы. Причём важно, что с ветрами общей циркуляции перемещаются влага, тепло — всё это постоянно перераспределяется между разными частями атмосферы.

В гидросфере круговороты тоже идут весьма интенсивно. Нет-нет, речь не идёт о круговороте воды, ведь он охватывает не только гидросферу, но и все остальные оболочки. Но существуют и круговороты воды, проходящие только в пределах гидросферы. В Мировом океане существуют как горизонтальные (рис. 51), так и вертикальные движения водных масс. Движение рек, подземных вод, ледников — всё это процессы, обеспечивающие водообмен между отдельными частями гидросферы. Обратите внимание, что и в этом случае перемещается не только вещество (вода, газы, растворённые в воде, твёрдые наносы), но и энергия (тепло).

Круговороты различны по своей сложности. В приведённых примерах мы говорили о механическом перемещении вещества. Это хотя и масштабные, но достаточно простые виды круговорота. Сложнее круговороты, в которых наблюдается химическое превращение вещества. Но сначала поговорим о сущности круговорота.

Известный нам круговорот воды — это всего лишь один из многочисленных круговоротов, существующих на планете. Кстати, пора бы уже сформулировать определение. Что же такое круговорот? Круговорот веществ — это повторяющийся процесс превращения
и перемещения веществ в природе, имеющий более или менее циклический характер.

Рассмотрим это на примере известного нам круговорота — круговорота воды (рис. 52). В самом общем виде он выглядит так: вода испаряется с поверхности океанов, водяной пар переносится ветрами, в том числе и на территорию суши, там происходит выпадение осадков, которые, попадая
в реки, возвращаются в океан. Но вот первый вопрос: вся ли вода возвращается? Нет, не вся. Ведь часть выпавших осадков накапливается в виде многолетнего снега в горах и в полярных районах, и в океан эта влага вернётся очень не скоро. Часть попадает в бессточные озёра и тоже не возвращается в океан. Второй вопрос: та вода, что завершила свой путь в океане, будет ли иметь те же свойства, что в начале круговорота, при испарении? И здесь придётся дать отрицательный ответ. У неё будет другая температура, другой состав растворённых в ней веществ — ведь она сотни, а то и тысячи километров двигалась в виде реки, по дороге принимая в свой состав многие вещества, встретившиеся на пути. Таким образом, при круговороте не происходит полного повторения циклов, всегда имеются те или иные изменения в количестве или составе образующихся веществ.

Но оставим круговорот воды и поговорим о круговороте других веществ. К числу важнейших относятся круговороты необходимых для формирования живого вещества элементов: углерода, кислорода, азота. Каждый из этих элементов совершает свой круговорот в географической оболочке. Важно, что все эти круговороты приводятся в движение солнечной энергией, а участвующие в них элементы попеременно переходят из органической формы в неорганическую, и наоборот. В целом эти циклы образуют так называемый биологический круговорот веществ.

В масштабах геологического времени биологический круговорот приводит к тому, что концентрация некоторых элементов в природных оболочках меняется. Например, в атмосфере накапливаются биогенные азот и кислород, в земной коре — биогенные соединения углерода (нефть, уголь, известняки), азота, фосфора и т.д.

Огромную роль играют в жизни планеты круговороты различных химических веществ: углерода, кислорода, фосфора, азота и др. Мы рассмотрим в качестве примера только один из них — круговорот углерода.

Источников углерода на Земле очень много, но перерабатываться в органическое вещество может только углекислота. Она или находится в атмосфере в газообразном состоянии, или растворена в воде. В процессе фотосинтеза эта углекислота превращается в углеводы, служащие источником питания живых организмов. В углеводы превращается только около 70% углекислоты, поступающей в организм растений. Остальное в процессе дыхания превращается в углекислый газ и возвращается в атмосферу, после чего цикл повторяется.

Хозяйственная деятельность сильно влияет на круговорот углерода, прежде всего значительно увеличивая поступление углекислого газа в атмосферу. Источником этого поступления является сжигание топлива. Тепловая энергетика (рис. 54), металлургия, химическая промышленность и транспорт, работающий с использованием двигателей внутреннего сгорания, — вот главные производители огромных дополнительных объёмов углекислого газа. В процессе хозяйственной деятельности ежегодно в атмосферу поступает в 100—200 раз больше углекислого газа, чем из всех природных источников, вместе взятых. Причём углекислый газ не распространяется по всему объёму атмосферы, а концентрируется в основном в нижних её слоях — ведь этот газ тяжелее воздуха.

Но воздействие человека на круговорот углерода не ограничивается простым добавлением новых порций углекислого газа. В результате деятельности человека ослабевают процессы фотосинтеза. Речь идёт прежде всего об уничтожении лесов и сокращении количества водорослей, связанных с загрязнением морей и океанов. В результате этих явлений происходит увеличение содержания углекислого газа в атмосфере. Каждые 10 лет его содержание увеличивается на 10% от прежней концентрации.

Рост концентрации углекислого газа в приземных слоях воздуха создаёт так называемый парниковый эффект. Углекислый газ пропускает к поверхности Земли солнечные лучи, а вот тепловое излучение от нагретой этими лучами земной поверхности задерживает. В результате происходит повышение температуры воздуха, таяние ледников, подъём уровня Мирового океана. Всё это называют глобальным потеплением климата. Мы ещё поговорим о нём.