Каково совместное влияние Луны и Солнца на процессы, происходящие в географической оболочке?

VІІ  вариант.

    Вопрос 1. Каково совместное влияние Луны и  Солнца на процессы, происходящие в географической оболочке?

    Географическая  оболочка — самый большой на Земле  природный комплекс, в котором  литосфера, гидросфера, атмосфера и  биосфера, сложно переплетаясь, взаимодействуют  между собой, проникают друг в  друга. В пределах оболочки, как бы лежащей на границе планеты и  космоса, действуют, переплетаясь между  собой, взаимно дополняя друг друга  или сталкиваясь как противоположные, разные формы энергии. Часть из них  — земного происхождения, часть  — космического. Обилие энергии  порождает различные процессы —  геологические, биологические, физические и химические.

    Гравитационное  влияние Солнца и Луны сказывается  на всех оболочках Земли - воздушной, водной и земной, несмотря на огромные расстояния, отделяющие их от Земли. С силами притяжения Луны и Солнца связаны приливы и отливы.

    Приливные явления возникают за счет совместного  гравитационного действия Луны и  Солнца на Землю. Морские и океанические приливы и отливы, повторяющиеся 2 раза в сутки, легко заметны наблюдателю  по периодическому повышению и понижению  уровня воды в прибрежных районах. Взаимное расположение Земли, Луны и Солнца в  космическом пространстве все время  изменяется и поэтому величина приливов также изменяется. Ее определяют с  помощью приборов, измеряющих высоту поверхности воды во время приливов.

    Приливы достигают максимума в новолуние  и полнолуние (сизигийные приливы, от латинского слова "сизигий" - соединение), когда Луна и Солнце оказываются  на одной прямой линии с Землей. Минимальные приливы, называемые квадратурными (от латинского слова "квадратура"-четверть), наблюдаются в фазе первой и последней  четверти Луны, когда разница астродолгот Луны и Солнца составляет 90°, т. е. они располагаются под прямым углом друг к другу. Менее известны земные и атмосферные приливы, которые не так очевидны, как океанические и морские, но они также имеют глобальные масштабы. Так, в верхней мантии Земли, в самой внешней оболочке земной коры, сила притяжения Луны и Солнца вызывает периодические подъемы и опускания поверхности, наблюдаемые с помощью гравиметров, измеряющих локальные изменения силы тяжести. Под влиянием Луны поверхность Земли поднимается максимально на 35,6 см и опускается на 17,8 см, в то время как Солнце вызывает колебания поверхности соответственно вверх до 16,4 см и вниз до 8,2 см. Общий размер лунно-солнечных колебаний земной поверхности составляет 78 см: под влиянием Луны на 53,4 см и Солнца 24,6 см.  Таково своеобразное "дыхание" Земли - движение ее поверхности под влиянием гравитационных сил. Эти грандиозные по масштабам подвижки водных и земных слоев происходят под влиянием ничтожных по величине гравитационных воздействий, составляющих миллионные доли от модуля земной силы тяжести. Непрерывное движение земной поверхности приводит к большим изменениям в структуре земной коры, скорости вращения Земли вокруг своей оси, параметров орбитального движения и других геофизических явлений (в частности, к дрейфу континентов, сдвигу океанических плит, увеличению разломов и даже частоты происходящих землетрясений).

    В атмосфере под влиянием гравитационного  воздействия Луны и Солнца также  происходят большие по своим масштабам  изменения, усиленные еще дополнительно периодическим нагревом ее от Солнца. Показателем атмосферных приливов служит изменение давления воздуха, измеряемое барометром. Следует помнить, что приливная сила, возникшая от гравитационного воздействия Луны и Солнца, в любой точке каждой из оболочек Земли непрерывно изменяется из-за вращения нашей планеты и ряда других факторов. Однако сама характерная волна в течение суток сохраняется, только трансформируясь по форме и амплитуде в зависимости от географической широты места. В структуре этой волны имеются две основные составляющие-лунная и солнечная, в которых с помощью метода гармонического анализа выявляется несколько компонент: долгопериодные (недельные и месячные) и короткопериодные (суточные, полусуточные и третьсуточные).

    Для последующего медико-биологического анализа  влияния Луны важна не только вся  тонкая структура спектра лунносолнечных волн и полуволн, но главным образом наличие коротко- и долгопериодных составляющих, которые определяют биоритмику живых организмов.. Эти периоды важны, так как проявляются в биоритмике самых различных процессов в организме, указывая тем самым на возможную роль гравитационных приливообразующих сил как внешнего синхронизатора.

    Гравитационное  воздействие Луны и Солнца как  таковое и вызываемые им приливо-отливные явления со всем их сложным комплексом геофизических процессов на Земле  служат также одним из основных эволюционных факторов.  
 
 
 
 

    Вопрос 2. Опишите основные элементарные почвообразовательные процессы.

    Почвообразовательные  процессы – это процессы, приводящие к образованию почв из горных пород  и органических остатков, а также  процессы, обусловливающие  функционирование и эволюцию почв под воздействием комплекса факторов почвообразования в природных и природно- антропогенных экосистемах Земли.

    В настоящее время выделяются следующие  элементарные почвенные процессы (ЭПП):

     1. Биогенно-аккумулятивные ЭПП, по В.А.Ковде и Б.Г.Розанову, происходят при непосредственном участии растений, животных, микроорганизмов и продуктов их жизнедеятельности. ЭПП формирует и аккумулирует органические и/или органоминеральные вещества в верхней части почвенного профиля.

     Подстилкообразование — формирование на поверхности почвы органогенного слоя лесной подстилки или степного войлока, который представлен различными стадиями разложения органического вещества. Менее разложенная подстилка формируется в верхней части слоя, более разложенная — в нижней.

     Торфообразование  — трансформация и консервация органических остатков на фоне их незначительной гумификации, приводящие к образованию торфа различной степени разложенности: а) олиготрофное торфообразование характерно для верховых болот бедного минерального состава; б) эутрофное торфообразование типично для низинных болот грунтового увлажнения более богатого минерального состава.

     Гумусообразование — преобразование органических остатков в почвенный гумус с формированием органоминеральных соединений. Различают гумусообразование: а) по механизму гумусонакопления — инситное (in situ — на месте образования), пропиточное и потечное; б) по типу гумификации — гуматное, гуматно-фульватное и фульватное; в) по реакции среды — кислое, нейтральное, щелочное; г) по характеру связи с минеральной частью и степени гумификации — мюлль, модер и мор (мягкий, нейтральный и грубый гумус).

     Дерновый  процесс — интенсивное гумусообразование, гумусонакопление и аккумуляция биофильных элементов под воздействием травянистой растительности и корней. Результат развития дернового процесса — формирование темного комковатого или зернистого гумусового (или перегнойного) горизонта, по объему состоящего по меньшей мере наполовину из корневых систем растений.

     2.Гидрогенно-аккумулятивные ЭПП, по В.А.Ковде и Б.Г.Розанову, связаны с современным или прошлым влиянием грунтовых вод на почвообразование. К почвенным процессам они относятся лишь в той степени, в какой охватывают аккумуляцию веществ в почвенном профиле.

     Засоление — накопление водорастворимых солей в почвенном профиле при выпотном (десукционном) водном режиме в условиях минерализованных грунтовых вод.

     Окарбоначивание — вторичная аккумуляция карбоната кальция в почвенном профиле из минерализованных грунтовых вод при их насыщении карбонатом или гидрокарбонатом кальция.

     Окремнение — гидрогенное накопление кремнезема в области циркуляции щелочных растворов и цементация им почвенных слоев с образованием плотного водонепроницаемого горизонта — дурипэна.

     Латеритизация — аллохтонное внутрипочвенное ожелезнение с образованием мощных конкреционных или панцирных прослоев разного строения — пизолитового, альвеолярного, вермикулярного, шлаковидного.

     3.ЭПП внутрипочвенного выветривания — группа процессов трансформации породообразующих минералов in situ без элювиально-иллювиального перераспределения компонентов в почвенном профиле.

     Аллофанизация — синтез аллофанов — минералов с неупорядоченной аморфной структурой. Этот процесс особенно характерен для почв, формирующихся на пирокластических отложениях.

     Ферсиаллитизация — процесс внутрипочвенного выветривания, при котором образуются любые по цвету и глинистости рыхлые мелкоземистые образования, частично десилицированные и по сравнению с породой обогащенные Fe и А1. Минералогический состав ила может быть разным, но с молекулярным отношением Si0₂/Al₂0₃ в иле и почве >3,0. Минералогически ферсиаллитность представляет собой: а) в основном унаследованные и стадийно-трансформационные полиминеральные продукты выветривания (гидробиотит, хлорит-смектиты, хлорит-вермикулиты, вермикулиты), полиминеральные продукты выветривания гумидных холодных бореальных областей; б) продукты выветривания преимущественно смектитового состава (синтез и/или наследование смектитов) в семиаридных и субгумидных субтропиках и тропиках.

     Ферраллитизация — процесс внутрипочвенного выветривания с десиликацией, образованием и относительным накоплением in situ красноцветных и красно-желтых глин с молекулярным отношением Si0₂/Al₂0₃ в составе ила < 2,0. Минералогически такие продукты могут сильно различаться: от преимущественно оксидных ассоциаций (гетит, гиббсит, гематит) до почти силикатных (као-линитовые, каолинит-смектитовые, метагаллуазитовые). Цвет и степень глинистости толщ могут быть любыми: от серо-бурого песчаного и супесчано-суглинистого до охристого и красного глинистого.

     Рубефикация — покраснение минеральной массы почв за счет образования тонкодисперсных окислов железа. Красная окраска почвенной массы появляется благодаря образованию тонкодисперсного гематита Fe₂0₃. Существует другое мнение о происхождении рубефикации за счет аморфных соединений железа. Источником железа могут быть различные соединения несиликатного железа материнского субстрата, освободившиеся в процессе выветривания железосодержащих компонентов минеральной массы, либо привнесенные со стороны железосодержащие растворы.

     Брюнификация — процесс, противоположный рубефикации, вызывающий побурение окраски и протекающий в условиях повышенного увлажнения и появления значительных количеств подвижного гумуса. При этом растворяется гематит, формируются органо-железистые соеднцни мс последующим о в ваним гетита. Наиболее ярко брюнификация выражена в кислых горно-луговых альпийских и субальпийских почвах, бурых горно-лесных, влажных субтропических красноземах и желтоземах.

     Оглеение — метаморфическое преобразование почвенной массы в результате периодического или длительного переувлажнения почвы, приводящее к интенсивному развитию восстановительных процессов.

     Оглинивание включает: а) новообразование или неосинтез глинистых минералов, обусловленный растворимостью и степенью выветрелости почвенных компонентов, значениями рН, окислительно-восстановительными условиями и т.д.; б) остаточное накопление глины вследствие растворения и выщелачивания карбонатов и минералов неслоистой структуры в профилях почв.

     Разрушение  глины — процесс инконгруэнтного растворения минералов слоистой структуры, приводящий к полной или частичной трансформации их кристаллических решеток. Встречается в почвах и корах выветривания, где складываются условия промывного водного режима и возможность удаления продуктов растворения в нижележащие горизонты и за пределы почвенного профиля.

     Слитизация — обратимая цементация глинистых почв гидро-слюдисто-смектитового состава в условиях периодического чередования интенсивного увлажнения и просыхания, набухания и усадки с интенсивной вертикальной трещиноватостью.

     4.Элювиально-иллювиальные ЭПП — группа процессов, приводящая: 1) к разрушению и преобразованию почвенного материала в элювиальном горизонте с выносом из него продуктов разрушения; 2) к аккумуляции веществ, вынесенных из элювиального горизонта в иллювиальный горизонт, расположенный в средней или нижней части профиля почв. Элювиальный горизонт обедняется наиболее подвижными и растворимыми соединениями и относительно обогащается оставшимися. Иллювиальный горизонт обогащается продуктами выноса из элювиального горизонта.

     Выщелачивание — обеднение основаниями (щелочами и щелочными землями) того или иного горизонта почвы или профиля в целом нисходящими токами воды. Частные виды выщелачивания — декарбонатизация, рассоление.

     Десиликация — растворение и вынос кремнезема при химическом выветривании горных пород или при других процессах, в частности ферраллитизации.

     Подзолообразование  — кислотный гидролиз глинистых силикатов в условиях гумидного климата и промывного водного режима с остаточной аккумуляцией в оподзоленном (подзолистом) горизонте кремнезема и обеднением его илом, алюминием, железом и основаниями.

     Лессивирование (лессиваж, обезыливание, иллимеризация) — отмывка илистых и тонкопылеватых частиц с поверхности зерен грубозернистого материала или из микроагрегатов и вынос их в неразрушенном состоянии из элювиального горизонта.

     Псевдооглеенив — внутрипочвенное поверхностное и подповерхностное оглеение под воздействием периодического переувлажнения верховодкой при ее сезонном образовании на водоупорном иллювиальном горизонте или двучленной породе. Образуется мра-моровидный элювиальный горизонт, в котором оглеение сочетается с разрушением соединений и выносом части продуктов разрушения.

     Осолодение — разрушение минеральной части почвы щелочными растворами — щелочной гидролиз — с накоплением остаточного аморфного кремнезема.

     Альфегумусовый — процесс мобилизации железа и алюминия минеральных пленок кислыми гумусовыми веществами с выносом аморфных соединений и последующим образованием элювиального горизонта без глубокого разрушения минеральной части, а также накоплением аморфных оксидов алюминия и железа вместе с гумусом, вынесенных вниз из подстилки или элювиального горизонта.

     Осолонцввание — процесс, при котором происходит накопление и обратимая коагуляция набухающих глин, насыщенных натрием.

     5.Педотурбационные и деструктивные ЭПП — группа процессов механического перемешивания почвенной массы и группа процессов, ведущих к разрушению почвы.

     Криотурбация — морозное механическое перемещение одних почвенных масс относительно других в пределах горизонта или профиля в целом с образованием криотурбационных форм.

     Зоотурбация — перемешивание почвы обитающими в ней жи-вотными-землероями.

     Агротурбация — разного типа механическое перемешивание, рыхление или, наоборот, уплотнение почвы сельскохозяйственными орудиями и машинами в практике земледелия.

     К деструктивным ЭПП относятся:

     Эрозия  — механическое разрушение почвы под действием поверхностного стока осадков. При этом различают: а) плоскостную эрозию или эрозию смыва; б) линейную эрозию или эрозию размыва (овражная эрозия); в) ирригационную эрозию при орошении склоновых почв.

     Дефляция  — механическое разрушение почвы под действием ветра (ветровая эрозия почв). Особенно интенсивно проявляется на почвах легких по гранулометрическому составу.

     Погребение  — засыпание почвы материалом со стороны. При этом процесс почвообразования прекращается. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Вопрос 3. Проследите, как  изменялся газовый  состав атмосферы  Земли с момента  её появления до наших  дней. С чем это  связано?

    Возраст атмосферы принято приравнивать к возрасту самой планеты Земля  – примерно 5000 миллионов лет. На первоначальном этапе своего формирования Земля разогрелась до внушительных температур. Если, как считает большинство  ученых, только что образовавшаяся Земля была чрезвычайно горячей (имела температуру около 9000° C), то большинство газов, составляющих атмосферу, должны были бы покинуть её. По мере постепенного охлаждения и затвердевания Земли  газы, растворенные в жидкой земной коре, выходили бы из неё. Из этих газов  и сложилась первичная земная атмосфера, благодаря которой стало  возможным зарождение жизни.

    Как только Земля остыла, вокруг неё, из выделенных газов, сформировалась атмосфера. Точное процентное соотношение элементов  химического состава первичной  атмосферы определить не представляется возможным, но можно с точностью  предположить, что газы, входящие в  её состав, были подобны тем, которые  теперь выбрасываются вулканами  – углекислый газ, водяной пар  и азот. Вулканические газы в виде перегретых паров воды, углекислого  газа, азота, водорода, аммиака, кислых дымов, благородных газов и кислорода  формировали праатмосферу. В это время накопление кислорода в атмосфере не происходило, поскольку он расходовался на окисление кислых дымов (HCl, SiO2, H2S).

      Существуют две теории происхождения  самого важного для жизни химического  элемента – кислорода. По мере  охлаждения Земли температура  упала примерно до 100° C, большая  часть водяного пара сконденсировалась  и выпала на земную поверхность  первым дождем, вследствие, чего  образовались реки, моря и океаны  – гидросфера. Водяная оболочка  на Земле обеспечила возможность  накопления эндогенного кислорода,  став его аккумулятором и (при  насыщении) поставщиком в атмосферу,  к этому времени уже очищенную  от воды, углекислоты, кислых дымов,  и других газов в результате  прошедших ливней

    Другая  теория утверждает, что кислород образовался  при фотосинтезе в результате жизнедеятельности примитивных  клеточных организмов, когда растительные организмы расселились по всей Земле, количество кислорода в атмосфере  стало быстро увеличиваться. Однако, многие учёные склонны рассматривать  обе версии без взаимного исключения.

    В сегодняшнем химическом составе  атмосферы преобладает азот и  кислород. Представительство таких  элементов как углекислый газ, аргон  и других инертных газов очень  мало, в общей сложности около 1%, но минимальное изменение их содержания может оказать серьёзное влияние  на жизнь нашей планеты.

      Нет единого мнения о природе  и характере изменений в составе  атмосферы за последние 1000 миллионов  лет. Геологические процессы (вулканическая  активность, образование известняков  и угля) должны были оказать  определенное влияние на состав  атмосферы. И есть основания  предполагать, что в течение последних  300 миллионов лет количество кислорода  и углекислого газа колебалось  значительно относительно теперешнего  уровня.

    Такое изменение содержания CO2 вызвано  деятельностью человека – сжигание угля. Начиная с 1900 года, количество сжигаемого топлива удваивается  каждые 10 лет. Так как уголь состоит  на 90% из углерода, при горении соединяющегося с кислородом, то в атмосфере увеличивается  количество углекислого газа.

    Содержание  парниковых газов в атмосфере  напрямую зависит от периодов потепления на нашей планете. Была установлена корреляция между периодами потепления и содержанием в атмосфере углекислого газа и метана. 18 тысяч лет назад, в эпоху максимального обледенения, когда ледовый панцирь покрывал всю северную половину Европы и Северной Америки, содержание парниковых газов было меньше.

    За  последние 850 лет на Земле произошло  пять ледниковых периодов, когда температуры  на Земле опускались на 3°C ниже нынешних.

    В основном, более или менее сильные  изменения газового состава атмосферы  происходило в последние два  века, ведь именно в этот период человечество осуществило существенные шаги в  своём техническом развитии. Особенно сильно сказался на атмосфере приход НТР (Научно Техническая Революция). Деятельность человека начала воздействовать на атмосферу в начале XIX в. вследствие развития тяжелой промышленности. Дым тысяч заводских труб, сажа миллионов угольных каминов в городских домах затянули небо смогом. Проблема смога существует во многих странах и сейчас.

    Существует  масса причин изменения газового состава атмосферы – первое, и  самое главное это деятельность человека. Второе, как ни странно, - деятельность самой природы.

    а) антропогенное воздействие. Деятельность человека оказывает разрушающее  действие на химический состав атмосферы. При производстве в окружающую среду  выбрасывается углекислый газ и  ряд других парниковых газов. Особенно опасен выброс CO2 различными заводами и предприятиями. Все крупнейшие города, как правило, лежат в слое плотного тумана. И не от того, что часто расположены в низинах или у воды, а из-за ядер конденсации, сосредоточенных над городами. В некоторых местах воздух настолько загрязнен частицами выхлопных газов и промышленных выбросов, что велосипедисты вынуждены надевать маски. Эти частицы служат ядрами конденсации для тумана. Так же губительное воздействие оказывают выхлопные газы автомобилей, содержащие оксид азота, свинец, а также большое количество диоксида углерода (углекислого газа).

    Одной из главных особенностей атмосферы  является наличие озонового экрана. Фреоны – фтор содержащие химические элементы, широко используются в производстве аэрозолей и холодильников, оказывают  сильное воздействие на озоновый экран, разрушая его.

    Ежегодно  под пастбища вырубаются тропические  леса на территории, равной площади  Исландии, - в основном в бассейне реки Амазонки (Бразилия). Это может  привести к сокращению количества осадков, т.к. количество влаги, испаряемой деревьями, сокращается. Вырубка лесов способствует и усилению парникового эффекта, ведь растения поглощают углекислый газ.

    б) естественное воздействие. И природа  вносит свою лепту в историю атмосферы  Земли, в основном, запыляя её. Огромные массы пыли поднимают в воздух ветры пустынь. Она заносится на большую высоту и может разнестись очень далеко. Возьмем ту же Сахару. Мельчайшие частицы каменистых пород, поднятые здесь в воздух, закрывают горизонт, сквозь пыльное покрывало тускло светит Солнце. Но опасны не только ветры.

    Так же причиной появления огромного  количества пыли в атмосфере являются падающие на Землю метеориты. При  попадание на земную поверхность, они  поднимают в воздух огромные массы  пыли.

    Так же в атмосфере периодически то появляются, то исчезают озоновые дыры – дыры в  озоновом экране. Многие ученые считают  это явление естественным процессом  развития географической оболочки Земли.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    Вопрос 4. Подробно опишите  закономерности географической оболочки. 

         Географическая оболочка – целостная и непрерывная оболочка Земли, включающая в себя нижнюю часть атмосферы, верхнюю – литосферы, всю гидросферу и биосферу. Между оболочками Земли происходит сложное взаимодействие, непрерывный обмен веществом и энергией. Географическая оболочка территориально и по объему совпадает с биосферой. Географической оболочке свойственен ряд специфических особенностей. Она отличается, прежде всего, большим разнообразием вещественного состава и видов энергии. Вещество оболочки одновременно может, находится в трех агрегатных состояниях – твердом, жидком и газообразном. Географическая оболочка – область зарождения жизни на Земле, арена активной деятельности человеческого общества. В целом географическая оболочка – наиболее сложно устроенная часть нашей планеты, особенно на контакте сфер: атмосферы и литосферы (поверхности суши), атмосферы и гидросферы (поверхностные слои Мирового океана), гидросферы и литосферы (дно океана), вверх и вниз от этих поверхностей строение географической оболочки становится более простым. Географическая оболочка неоднородна не только в вертикальном, но и горизонтальных направлениях. Она дифференцируется на отдельные природные комплексы (ландшафты) – относительно однородные участки поверхности Земли. Каждый природный комплекс состоит из взаимосвязанных компонентов – составных частей. К ним относятся горные породы, воздух, растения, животные, почвы. Вся географическая оболочка представляет собой сложное мозаичное строение и состоит из природных комплексов разного размера.

    Географическая  оболочка обладает рядом закономерностей. К важнейшим из них относятся  целостность, ритмичность развития, горизонтальная зональность и высотная поясность. Целостность – единство географической оболочки, обусловленное тесной взаимосвязью слагающих его компонентов. Причем географическая оболочка не механическая сумма компонентов, а качественно новое образование, обладающее своими особенностями и развивающееся как единое целое. Изменение одного компонента неизбежно приводит к изменению других и географической оболочки в целом. Целостность свойственна всем природным комплексам. Она достигается круговоротом вещества и энергии. Целостность – важнейшая географическая закономерность, на знании которой основывается теория и практика рационального природопользования.

    Географической оболочке свойственна ритмичность развития – повторяемость во времени тех или иных явлений. В природе существуют ритмы разной продолжительности - суточный, внутривековой, сверхвековой.   

    Кроме целостности и ритмичности, к общим закономерностям географической оболочки относят географическую зональность, которая проявляется в определенной смене природных комплексов от полюсов к экватору. В основе зональности лежит различное поступление на земную поверхность тепла, света, осадков, а они уже отражаются на всех остальных компонентах, и прежде всего почвах, растительности и животном мире.

    Зональность бывает вертикальная и широтная.

    Вертикальная  зональность — закономерное изменение  природных комплексов как в высоту, так и в глубину. Для гор  основной причиной этой зональности  служит изменение температуры и  количества влаги с высотой, а  для глубин океана — тепла и  солнечного света. Понятие «вертикальная  зональность» значительно шире, чем  «высотная поясность», которая справедлива  лишь применительно к суше. В широтной зональности выделяют наиболее крупное  подразделение географической оболочки — географический пояс. Он характеризуется  общностью температурных условий. Следующая ступень деления географической оболочки — географическая зона. Она  выделяется в пределах географического  пояса уже не только общностью  температурных условий, но и увлажнением, что приводит к общности растительности, почв и животного мира. В пределах географических зон (или природных  зон) выделяют переходные области. Они  формируются вследствие постепенного изменения климатических условий. К таким переходным зонам могут  относиться лесотундра, лесостепи и  полупустыни.