Эволюция географической оболочки Земли Биологический круговорот веществ

Эволюция географической оболочки Земли Уравнение фотосинтеза 6 CO 2+6 H 2 O +ФАР → C 6 H 12 O 6 + 6 O 2

Эволюция географической оболочки Земли Глобальный геохимический эффект фотосинтеза развития органического мира Используется, т/год Создается, т/год CO 2 H 2 O C 6 H 12 O 6 O 2 Биосфера 341*109 139, 58*109 232, 5*109 248*109 Содержится в 2, 3*1012 14*1017 1, 2*1015 атмосфере - Выводы: 1. За 10 млн. лет фотосинтез переработал всю массу воды. 2. В течение 6 -7 лет поглощается вся углекислота атмосферы. 3. За 4 тыс. лет кислород обновляется за счет фотосинтеза. 4. Если биосфера существует 3, 6 млрд. лет, то вода Мирового океана не менее 300 раз прошла через биогенный цикл. Реально больше, так как объем океана ранее был намного меньше. 5. Кислород обновлялся не менее 1 миллиона раз.

Эволюция географической оболочки Земли Избирательная способность растений поглощать химические элементы Наиболее сильно растения поглощают и накапливают: P, S, Ca, K, Mn. Геохимическая специализация растений: Дуб концентрирует Са. Растения сухих степей – S, меньше Na. Мхи концентрируют Mg.

Эволюция географической оболочки Земли Концентрация химических элементов организмами Содержание элемента В Коэф. морской В организме, % концентрации воде, % В кремниевых губках — 600000 до 30 Кремний 5*10 -5 В диатомовых 60000 водорослях — до 3 Йод 5*10 -6 В водорослях — до 0, 6 120000 В морской траве — до Железо 5*10 -6 2000 0, 01

Эволюция географической оболочки Земли Жизнь в океане. Микрофоссилии — Архей 3, 6 -2, 6 бектериоподобные тела, сине-зеленые млрд. лет водоросли. Очень низкая скорость эволюции. Проте- 2, 6 -0, 570 Жизнь в океане. Сине-зеленые водоросли, медузоиды, бактерии. Низкая скорость розой млрд. лет эволюции. 535 -480 Появление простейших наземных растений — Кембрий псилофитов. Равитие водорослей, бактерий. млн. лет Беспозвоночные — трилобиты, археоциаты. Каменно- Пышная древовидная растительность (хвощи, угольный 360 -285 млн. плауны). Развитие земноводных. Появление насекомых. Возникновение озонового экрана. Пермский 285 -245 млн. Появление хвойных растений. Развитие рептилий.

Эволюция географической оболочки Земли Развитие хвойных растений. Появление птиц. Юрский и Расцвет пресмыкающихся. Появление Меловой 204– 66 млн. покрытосеменных. Содержание кислорода — до 40 -42%. Интенсивная океанизация Земли. Великое мезозойское вымирание. Развитие покрытосеменных растений и Палеоген 66– 23 млн. примитивных млекопитающих. Появление млекопитающих, близких к современным. Развитие человекообразных обезьян. Неоген 23– 1, 8 млн. Расцвет покрытосеменных. Развитие современного животного и Плейстоцен 1, 8 –. . . растительного мира. Появление Homo Sapiens. Четвертичные оледенения. Первые антропогенные кризисы и катастрофы.

Эволюция географической оболочки Земли Роль микроорганизмов в формировании состава атмосферы Азот атмосферы – результат функционирования микроорганизмов.

Эволюция географической оболочки Земли Итоги эволюции Земли 1. Постоянная роль внутренней активности Земли, усложнение структуры земной коры, формирование оболочек планеты. 2. Атмосфера и гидросфера – продукт дегазации мантии, вулканизма, фотолиза и фотосинтеза. 3. Живое вещество «сортирует» химические элементы, организует биосферу. 4. Азот в атмосфере – функция бактерий. 5. Экологические кризисы и катастрофы – неотъемлемая часть эволюции Земли. Особая роль периодов горообразования.

Оболочечное строение Земли Земная кора (осадочный слой, гранитный и базальтовый). Уже к концу архея или в раннем протерозое на обширных пространствах сформировалась зрелая континентальная кора, мощностью до 30 км. Литосфера: земная кора, верхняя мантия до 900 км. Верхняя зона земной коры носит название гелиотермической – слой годовых и вековых колебаний температуры. Геотермическая зона с меняющимся в пространстве градиентом температуры, которая возрастает с глубиной.

Оболочечное строение Земли Атмосфера – масса 5∙ 1015 т, в том числе тропосфера – 9 -17 км, по массе 4/5. Имеет азотно-кислородный состав (78% и 21% по объему). Температурный градиент в тропосфере = 0, 65°/100 м. Стратосфера, где расположен озоновый слой – до 55 км.

Оболочечное строение Земли Гидросфера – масса 1, 5*1810 т. (96% в океане). Доля поверхностных вод – 2%, из них на ледники приходится 1, 65%. Свободной гравитационной воды в пятикилометровой толще в земной коре – 4%. Доля речных вод – 0, 0001%. Но речные воды – самый основной ресурс пресных вод! Слой годовых осадков – 1130 -1170 мм/год Интенсивность оборота воды 38 раз за год.

Оболочечное строение Земли Криолитосфера – зона распространения многолетнемерзлых пород. Нижняя граница криолитосферы достигает 4 -5 км в Антарктиде. Верхняя выходит за пределы географической оболочки (100 км – мезопауза, серебристые облака). Подразделяется на две крупные области: многолетнемерзлых пород и ледяных покровов и систематического сезонного промерзания (юг Африки, Австралия южнее южного тропика, Бразильское плоскогорье). Хионосфера – часть тропосферы, где годовое количество твердых осадков превышает их убыль. Граница называется снеговой линией. Снеговая линия в Альпах 2600 -2700 м.

Оболочечное строение Земли Биосфера – одна из оболочек Земли, состав, структура и энергетика которой обусловлены главным образом живым веществом, прежде всего растениями. Впервые представление о существовании на Земле «области жизни» было Жан Батист Пьер Антуан де Моне сформулировано французским натуралистом Ж. Б. Ламарком в начале 19 в. (1744 — 1829) Термин был предложен австрийским геологом Э. Зюссом в 1875 г. для обозначения области земной коры, охваченной живыми организмами. Эдуард Зюсс (1831 — 1914)

Оболочечное строение Земли Полвека спустя, к 1926 г. , академик В. И. Вернадский разработал учение о биосфере как глобальной системе Земли и опубликовал книгу «Биосфера» . Биосфера включает в себя тропосферу до высоты 10 -16 км, всю гидросферу, в которой жизнь проникает до максимальных глубин Мирового Влади мир Ива нович океана; верхнюю часть литосферы до 100 -200 м и Верна дский более. Если под биосферой понимать область (1863 — 1945) распространения любых форм жизни, то ее границы в атмосфере следует расширить в стратосфере до 22 -24 км (нижний рубеж озонового слоя), а в материковой земной коре до глубин 4, 5 км, где найдены микроорганизмы.

Оболочечное строение Земли Парабиосфера – это область биосферы, в пределах которых активная жизнь невозможна, где организмы находятся в покоящемся состоянии (центральная часть Антарктиды, Долина смерти в США). Ландшафтная сфера Земли – географический фокус географической оболочки. Максимальные размеры по высоте – 200 м, минимальные – около 1 м.

Факторы и закономерности пространственной физико- географической дифференциации

Спасибо за внимание, Вместе мы дойдем до цели!

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени М. В. ЛОМОНОСОВА Географический факультет «ЗЕМЛЕВЕДЕНИЕ» Физико-географическая зональность и высотная поясность Лектор: профессор К. Н. Дьяконов

Физико-географическая зональность • Исторические вехи. • Евдос (ок. 408 – 335 гг. до н. э. ), Аристотель (384 – 322 гг. до н. э. ) исходя из идеи шарообразности Земли, выделили тепловые пояса: тропический, умеренный и полярный. • Посидоний (135 – 51 гг. до н. э. ) выделил 13 поясов, что соответствует их современному числу.

Физико-географическая зональность • А. Гумбольдт (1769 -1859) – высотная и широтная зональность. Работа «Картины природы» 1807 г. • В. В. Докучаев (1846 -1903) – комплексная физико -географическая зональность. Работы 1898 -1900 гг. Отдельное издание: «Учение о зонах природы» . М. , 1948. • Л. С. Берг. (1875 -1950) – составил карту ландшафтных зон СССР. • А. Г. Исаченко. «Системы и ритмы зональности» , 1971.

Широтная физико-географическая зональность Радиационный индекс сухости М. И. Будыко r = R/LX, R – радиационный баланс, МДж/м²∙год, ккал/см²∙год; Х – атмосферные осадки, мм/год; L – скрытая теплота испарения воды, равная 0, 6 ккал/см³. Радиационный индекс сухости раскрывает геофизическую сущность зональности. В Москве r =36, 5/ 0, 6∙ 70 = 0, 92 Зона смешанных лесов.

Широтная физико-географическая зональность Зональность отдельных компонентов: • экзогенных геоморфологических процессов • климатическая • гидрологическая • геоботаническая • почвенная • ландшафтная (комплексная физико- географическая)

Широтная физико-географическая зональность Интегральные (комплексные) показатели зональности: • Коэффициент годового стока рек – Z/X • Биологическая продуктивность – Б, т/га∙год • Структура (соотношение) сезонов года

Факторы и закономерности пространственной физико- географической дифференциации

Факторы и закономерности пространственной физико- географической дифференциации R, Индекс Коэф. т/га∙ год Зона Осадки ккал/см² R/LX Стока Продук- (подзона) см/год сухости Z/X ция Арктический Тундровая 10 40 0, 4 0, 6 2, 0 Умеренный Средней тайги 28 68 0, 69 0, 47 6, 5 Смешанных лесов 39 66 0, 99 0, 35 12 Степная 46 50 1, 53 0, 12 10 Пустынная 56 20 4, 67 0 1

Факторы и закономерности пространственной физико- географической дифференциации R, Индекс Коэф. т/га∙ год Зона Осадки ккал/см² R/LX Стока Продук- (подзона) см/год сухости Z/X ция Тропиче- ский Пустынная 70 10 11, 6 0 0, 5 Саванны 70 80 1, 46 0, 12 18 Тропиче- ские 76 180 0, 7 0, 5 30 мусонные леса

Высотная поясность Физические основы существования: 1. Температурный градиент с высотой – 0, 65°С на 100 м, в сухом воздухе 0, 9. 2. Увеличение с высотой, до 1000 – 3000 м (в зависимости от широты местности) атмосферных осадков и относительной влажности воздуха.

Высотная поясность Спектры высотной поясности. Атлантический сектор Западные Альпы, г. Монблан – 4807 м 1. До 1600 м пояс широколиственных лесов из бука, дуба, каштана, алеппской сосны, березы на горных бурых лесных оподзоленных почвах. 2. 1600 – 2000 м пояс смешанных и хвойных лесов из бука, дуба, ели, пихты, сосны, лиственницы на горных бурых оподзоленных и подзолистых почвах.

Высотная зональность Западные Альпы 3. До 2200 – 2300 м высокотравные субальпийские луга с кустарниками на гумусовых горно-луговых почвах. 4. До 2500 – 3000 м низкотравные альпийские луга 3. 2500 (3000) – 4800 м гляциально- нивальный пояс.

Высотная поясность Внутриконтинентальный сектор Становое нагорье, 3017 м 1. До 1200 – 1400 м Лиственничная тайга на горных мерзлотно-таежных почвах. 2. До 1800 м – Кедровое и лиственничное редколесье. 3. До 2550 м – Каменистая горная тундра (гольцы). 4. 2550 -3000 м – Гляциально-нивальный пояс.

Высотная зональность Камчатско-Курильский сектор, Ключевская сопка, 4750 м 1. До 350 м – Елово-лиственничные леса. 2. До 800 м – Леса из каменной березы. 3. До 1000 м Кедровый стланик с субальпийскими лугами. 4. До 1450 м - Низкотравные альпийские луга. 5. 1500 (1800) м – Гляциально-нивальный пояс.

Высотная поясность Юго-западная часть Тихого океана вулкан о. Као, 12 км², 23° ю. ш. , 174° з. д. 1. Переменно-влажные вечнозеленые и листопадные леса до 450 -500 м. 2. Казуариновое редколесье до 550 м. 3. Папоротниковый пояс до 850 м. 4. Низкотравные луга, папоротниковые до 1045 м.

Океан как часть планетарной системы Океаносфера Земли S=361 млн. км²; V=1. 37 млрд. км³ Океан это самостоятельная система течений и атмосферной циркуляции, структура водных масс с определенными характеристиками верти- ального и горизонтального распределения. Водная масса характеризуется температурой, плотностью, соленостью, содержанием кислорода и первичной биопродуктивностью.

Океан как часть планетарной системы • Границы океанов: Атлантического и Северного ледовитого: п-ов Стадланд 62° с. ш. → Исландию; Норвежское море относится к Северному ледовитому океану→ юг Датского пролива →север Дэвисова пролива →юго-восток Гудзонова пролива. На Востоке траверс м. Дежнёва → м. Принца Уэльского. • Граница Тихого и Индийского океанов: м. Южный→ восток Басового пролива→западная граница Торресова пролива→север Арафурского и Тиморского морей→север Малаккского пролива.

Океан как часть планетарной системы Основные черты рельефа Мирового океана: • Материковая отмель (шельф) – 0 -200 (600) м. • Материковый склон – 200 -2500 м. Уклон 4 -7°, • Бискайский залив – 14, 4° • Ложе океана – до 6000 м, 77%. • Глубоководные впадины и желоба – 1, 5%. Марианский желоб – глубина 11022 м, Тонга- Кермадек – протяженность более 2200 км