Специфика освоения геопространства вне биосферы

Содержание

Введение…………………………………………………………………….....3

1. Что такое географическое пространство……………………………..…..4
2. Верхние и высшие слои атмосферы…………………………………...….5

2.1. Стратосфера…………………………………………………..….…6

2.2. Мезосфера………………………………………………….……….8

2.3. Термосфера………………………………………………………..10

2.4. Ионосфера………………………………………...……………….12

2.5. Экзосфера………………………………………………………….13

2.6. Магнитосфера……………………………………..………………14

3. Нижние слои литосферы…………………………………...…………….15

3.1. Открытие и формирование  ядра Земли…..…………………….16

3.2. Ядро Земли……………………………………………….………17

3.3. Мантия Земли………………………………………………….…18

4. Заключение………………………………………………………………..21
5. Библиографический список………………………………………………22

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Разработкой идей «географического пространства и времени» занимались многие ученые, такие, как Ю.К. Ефремов, Д.Л. Арманд, К.К. Макаров, Н.М. Сватков, В.С. Лямин и др. Лямин считает,  что «существует множество реально существующих форм пространства  времени, можно говорить о химическом, биологическом, географическом пространстве и времени». Пространство есть взаимное расположение компонентов системы, время – чередование состояний данной саморазвивающейся системы. В Географическом энциклопедическом словаре дается следующее определение географического пространства: «географическое пространство – форма существования географических объектов и явлений в пределах географической оболочки; совокупность отношений между географическими объектами, расположенными на конкретной территории и развивающимися во времени».

Так как в данном вопросе необходимо рассмотреть геопространство вне биосферы, следует  определить границы биосферы. Биосфера  - это область распространения жизни, включающая наряду с организмами и среду их обитания. Биосфера – часть геологической оболочки Земли, включающая верхнюю часть  литосферы, всю гидросферу и нижнюю часть атмосферы – тропосферу, в которых существует жизнь.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Что такое географическое пространство

Географическое пространство чаще всего трактуется как философская концептуальная категория, как объективная, всеобщая и познаваемая форма существования материальных географических образований и объектов в пределах геосферной оболочки. Более конкретно — под географическим пространством понимается «совокупность отношений между геообъектами, расположенными на конкретной территории и развивающимися во времени» (Э.Б. Алаев, 1983). Можно выразиться еще проще: тот вид пространства, изучением которого занимается география, — это земное пространство (R.M. Downs, 1970). При этом не следует забывать о том, что географическое пространство — трехмерно, а территория с точки зрения геометрии — всего лишь двумерное. (А по Эйнштейну, геометрическое пространство искривлено, что требует модификации отдельных аспектов Евклидовой геометрии.)

Отличие территории от географического пространства состоит в том, что территория служит лишь общим фоном расположения материально-вещественных объектов и, строго говоря, «пуста» с точки зрения модельных построений (хотя на практике — даже в научной литературе — территория часто отождествляется с пространством, и в этом большой беды нет). Все материально-вещественные объекты и явления представляют собой составные части геопространства как трехмерного образования.

Его специфическая особенность связана с одновременным наличием качеств прерывности и непрерывности. Обладая своим собственным физическим пространством, каждый географический объект выполняет определенные функции в формировании географического ландшафта (или поля) и воздействует на окружающие его географические объекты. Именно в этом проявляется «географизм» материально-вещественных объектов и явлений.

Более широкое толкование «географического пространства» дано в брошюре К.В.Пашканга. Он считает, что географическая оболочка тесно связана с окружающим ее космическим пространством  и с внутренними частями Земли. Солнечная энергия, поступающая от Солнца к Земле, является источником  всех географических процессов. Сила притяжения Солнца удерживает Землю на околосолнечной орбите, сил притяжения луны обуславливает образование приливов. На поверхность Земли падают метеориты. Из недр Земли поступает эндогенная энергия, определяющая формирование наиболее крупных форм земной поверхности. Верхняя граница географического пространства располагается на высоте 10 градусов Земли, на верхней границе магнитосферы; нижняя – на поверхности Мохо. Географическое пространство подразделяется на четыре части.

1.Ближний Космос. Нижняя граница проходит по верхней границе атмосферы на высоте 2000 км над Землей. Здесь происходит взаимодействие космических факторов с магнитным и гравитационным полями. В магнитосфере задерживается корпускулярное излучение Солнца.

2.Высокая атмосфера. Снизу она ограничивается стратопаузой. Здесь происходит торможение космических лучей, их преобразование, образование озона.

3.Географическая оболочка.

4.Подстилающая кора. Нижняя граница – поверхность Мохо. Это область проявления эндогенных процессов, формирующих геотекстуры и морфоструктуры планеты.

 

 

2. Верхние и высшие слои атмосферы

Атмосфера начала образовываться вместе с формированием Земли. В процессе эволюции планеты и по мере приближения ее параметров к современным значениям произошли принципиально качественные изменения ее химического состава и физических свойств. Согласно эволюционной модели, на раннем этапе Земля находилась в расплавленном состоянии и около 4,5 млрд. лет назад сформировалась как твердое тело. Этот рубеж принимается за начало геологического летоисчисления. С этого времени началась медленная эволюция атмосферы. Некоторые геологические процессы, (например, излияния лавы при извержениях вулканов) сопровождались выбросом газов из недр Земли. В их состав входили азот, аммиак, метан, водяной пар, оксид СО и диоксид СО2 углерода. Под воздействием солнечной ультрафиолетовой радиации водяной пар разлагался на водород и кислород, но освободившийся кислород вступал в реакцию с оксидом углерода, образуя углекислый газ. Аммиак разлагался на азот и водород. Водород в процессе диффузии поднимался вверх и покидал атмосферу, а более тяжелый азот не мог улетучиться и постепенно накапливался, становясь основным компонентом, хотя некоторая его часть связывалась в молекулы в результате химических реакций. Под воздействием ультрафиолетовых лучей и электрических разрядов смесь газов, присутствовавших в первоначальной атмосфере Земли, вступала в химические реакции, в результате которых происходило образование органических веществ, в частности аминокислот. С появлением примитивных растений начался процесс фотосинтеза, сопровождавшийся выделением кислорода. Этот газ, особенно после диффузии в верхние слои атмосферы, стал защищать ее нижние слои и поверхность Земли от опасных для жизни ультрафиолетового и рентгеновского излучений. Согласно теоретическим оценкам, содержание кислорода, в 25 000 раз меньшее, чем сейчас, уже могло привести к формированию слоя озона со всего лишь вдвое меньшей, чем сейчас, концентрацией. Однако этого уже достаточно, чтобы обеспечить весьма существенную защиту организмов от разрушительного действия ультрафиолетовых лучей.

Верхние слои атмосферы, слои атмосферы от 50 км и выше, свободные от возмущений, вызванных погодой. Включают стратосферу, мезосферу, термосферу и экзосферу. На этой высоте воздух разрежен, температура изменяется в пределах от -1100 °С на низком уровне до 250°-1500 °С на более высоком. На поведение верхних слоев атмосферы сильно влияют такие внеземные явления, как солнечная и космическая радиация, под действием которых молекулы атмосферного газа ионизируются и образуют ионосферу, а также атмосферные потоки, вызывающие турбулентность.

 

 

1. Стратосфера

 

Стратосфера – это слой атмосферы земли, ее толщина около 39 километров, начинается с 11 километров и заканчивается примерно на 50 километрах. Эта часть атмосферы имеет верхний и нижний слой. Нижний слой начинается с 11 километров и заканчивается на высоте 25 километров, дальше, с двадцати пяти километров идет верхний слой стратосферы до 50 километров, здесь происходит изменение температуры с -56 градусов до 0,8 градусов Цельсия. На высоте 40 километров от земли температура приближается к абсолютному нулю, молекулы перестают двигаться, плотность воздуха очень маленькой становится. В общем, стратосфера это часть атмосферы, содержащая очень маленькое количество молекул.

Стратосфера содержит около 90 процентов всего озона планеты, а остальная часть находится в тропосфере, части атмосферы, которая сразу следует сразу после стратосферы, то есть это 10 процентов озона. Озон это соединение трех молекул воздуха, она защищает нашу планету от воздействия губительных лучей. Обычно это лучи приходящие из космоса в виде радиоактивных лучей, ультрафиолетовых, а также других видов лучей, которые испускают звезды, в том числе и наше солнце. Звезды испускают губительные лучи, так как в них происходят радиоактивные превращения, атомы водорода превращаются в атомы гелия, при этом испуская огромное количество тепла. Толщина нашего озона на высоте около тридцати километров будет составлять толщину от 1,7 миллиметров до 4 миллиметров, этого достаточно для защиты нашей фауны и флоры, где мы живем и обитаем. Также озон содержится и на поверхности земли. В одних случаях он губителен, а в других нет. Для людей болеющих болезнями легких он полезен, найти озон можно в сосновых борах, сосны вырабатывают соединения О3. Озон имеет розовый цвет. Он губителен для урожая и роста лесов, поэтому при увеличении озона на земле происходит упадок сельскохозяйственной культуры и выработка простого кислорода, который необходим для всех живых существ.

В двадцать первом веке появилась такая проблема как истощение озонового слоя. Это происходит над материком Антарктидой, там содержание озона в стратосфере всего лишь 60 процентов – это называют озоновой дырой. Озоновая дыра пропускает различные лучи из космоса, которые убивают все живое на земле.

Озоновый слой расположен в стратосфере на высоте от 12 до 50 км (наибольшая плотность на высоте около 23км). И, несмотря на то, что концентрация озона в атмосфере меньше 0.0001%, озоновый слой полностью поглощает губительное для всего живого коротковолновое ультрафиолетовое излучение. Долгое время озоновый слой стремительно истощался из-за деятельности человека.

 

Вот основные причины его истончения:

 

1) Во время запуска  космических ракет в озоновом  слое буквально «выжигаются»  дыры. И вопреки старому мнению  о том, что они сразу же затягиваются, эти дыры существуют довольно  долгое время.

2)Самолеты летающие на  высотах в 12-16 км. также приносят вред озоновому слою, тогда как летающие ниже 12 км. напротив способствуют образованию озона.

3) Выброс в атмосферу  фреонов.

 

Самой главной причиной разрушения озонового слоя является хлор и его водородные соединения. Огромное количество хлора попадает в атмосферу, в первую очередь от разложения фреонов. Фреоны – это газы, не вступающие у поверхности планеты ни в какие хим. реакции. Фреоны закипают и быстро увеличивают свой объем при комнатной температуре, и потому являются хорошими распылителями. Из-за этой особенности фреоны долгое время использовались в изготовлении аэрозолей. И так как, расширяясь, фреоны охлаждаются, они и сейчас очень широко используются в холодильной промышленности. Когда фреоны поднимаются в верхние слои атмосферы, от них под действием ультрафиолетового излучения отщепляется атом хлора, который начинает одну за другой превращать молекулы озона в кислород. Хлор может находиться в атмосфере до 120 лет, и за это время способен разрушить до 100 тысяч молекул озона. В 80-ых годах мировое сообщество начало принимать меры по сокращению производства фреонов. В сентябре 1987 года 23 ведущими странами мира была подписана конвенция, согласно которой, страны к 1999 году должны были снизить потребление фреонов в два раза. Уже найден практически не уступающий заменитель фреонов в аэрозолях – пропан-бутановая смесь. Она почти не уступает фреонам по параметрам, единственным ее минусом является то, что она огнеопасна. Такие аэрозоли уже достаточно широко используются. Для холодильных установок дела обстоят несколько хуже. Лучшим заменителем фреонов сейчас является аммиак, однако он очень токсичен и все же значительно хуже их по физ. параметрам. Сейчас достигнуты неплохие результаты по поиску новых заменителей, но пока проблема окончательно не решена.

Благодаря совместным усилиям мирового сообщества, за последние десятилетия производство фреонов сократилось более чем в два раза, но их использование все еще продолжается и по оценкам ученых, до стабилизации озонового слоя должно пройти еще как минимум 50 лет.

 

 

 

2. Мезосфера

 

Мезосфера — средний слой атмосферы, который расположен между стратосферой и ионосферой на высоте от 40-50 до 80-90 км. Между стратосферой и мезосферой располагается тонкий промежуточный слой, называемый стратопаузой.