Структура атмосферы.
План лекции.
Лекция 6
Тема: Биосфера и её эволюция
1 Структура атмосферы.
2 Состав гидросферы и литосферы.
3 Закон незаменимости биосферы.
4 Закон ноосферы.
5 Основные законы экологии Б. Коммонера.
Основы науки о биосфере были заложены в первой половине ХХ века нашим соотечественником академиком В.И.Вернадским. В 1926 году он создал учение о биосфере.
Под биосферойпонимают приповерхностный слой планеты, в пределах которого сосредоточено всё живое вещество, её равновесие поддерживается постоянно действующим биологическим круговоротом веществ.
В современном представлении биосфера ─ это сложная динамическая система, состоящая из многих компонентов живой и неживой природы. По существующим оценкам биосфера возникла 3млрд. лет назад как результат развития живого вещества. Вернадский отмечал, что «живое вещество аккумулирует энергию космоса, трансформирует её в энергию земных процессов (химическую, механическую, тепловую, электрическую), непрерывно обменивается веществом косной т. е неживой материей, обеспечивая образование нового живого вещества и определяя, тем самым, эволюцию биосферы».
Воздушная, самая лёгкая оболочка земного шара ─ атмосфера состоит из механической смеси газов: азот – 78,09%, кислород – 20,95%, аргон – 0,93%, СО2 – 0,03, а также гелий, неон, криптон, водород и др. инертные газы.
Составными частями (слоями) атмосферы являются:
- тропосфера – высотой до-20 км,
- стратосфера – до 50 км,
- мезосфера – до 80 км,
- ионосфера (термосфера) – до 800 км
- экзосфера – до 3000 км.
Масса атмосферы ~ 5,9* 1015 тонн.
1)Тропосфера – это нижняя часть атмосферы, в которой сосредоточено 3\4 т.е. ~ 80% всей земной атмосферы. Её высота определяется интенсивностью вертикальных (восходящих или нисходящих) потоков воздуха, вызванных нагреванием земной поверхности и океана, поэтому толщина тропосферы на экваторе составляет 16 – 18 км, в умеренных широтах 10-11 км, а на полюсах – до 8 км. Температура воздуха в тропосфере на высоте понижается на 0,6ºС на каждые 100м и колеблется от +40 до - 50ºС.
2)Стратосфера находится выше тропосферы и имеет высоту до 50км от поверхности планеты. Температура на высоте до 30км постоянная -50ºС. Затем она начинает повышаться и на высоте 50 км достигает +10ºС.
Верхней границей биосферы являются озоновый экран.
Озоновый экран – это слой атмосферы в пределах стратосферы, расположенный на разной высоте от поверхности Земли и имеющей максимальную плотность озона на высоте 20-26 км.
Высота озонового слоя у полюсов оценивается в 7 - 8 км, у экватора в 17-18км, а максимальная высота присутствия озона – 45-50 км. Выше озонового экрана жизнь невозможна из-за жёсткого ультрафиолетового излучения Солнца. Если спрессовать все молекулы озона, то получится слой ~ 3мм вокруг планеты.
3)Мезосфера – верхняя граница этого слоя располагается до высоты 80км. Главная её особенность – резкое понижение температуры -90ºС у её верхней границы. Здесь фиксируется серебристые облака, состоящие из ледяных кристаллов.
4)Ионосфера (термосфера)- располагается до высоты 800 км и для неё характерно значительное повышение температуры:
150км температура +240ºС,
200км температура +500ºС,
600км температура +1500ºС.
Под действием ультрафиолетового излучения Солнца газы находятся в ионизированном состоянии. С ионизацией связано свечение газов и возникновение полярных сияний.
Ионосфера обладает способностью многократного отражения радиоволн, что обеспечивает дальнюю радиосвязь на планете.
5)Экзосфера – располагается выше 800км и простирается до 3000км. Здесь температура >2000ºС. Скорость движения газов приближается к критической ~ 11,2 км/сек. Господствуют атомы водорода и гелия, которые образуют вокруг Земли светящуюся корону, простирающуюся до высоты 20000км.