Вертикальная структура биосферы. Атмосфера

Согласно современным представлениям био­сфера - своеобразная оболочка Земли, содержащая всю совокупность живых организмов и ту часть вещества пла­неты, которая находится в непрерывном обмене с этими организмами. Жизнь сосредоточена в трех геосферах: атмосфере, гидросфере и литосфере.

Атмосфера - газообразная оболочка планеты, состо­ящая из смеси различных газов, водяных паров и пыли. Земля, получая космическую пыль и метеоритный мате­риал, теряет самые легкие газы: водород и гелий. Атмо­сфера Земли насквозь пронизывается мощной радиацией Солнца, определяющей тепловой режим поверхности пла­неты, вызывающей диссоциацию молекул атмосферных газов и ионизацию атомов. Атмосферу делят на тропо­сферу, стратосферу, мезосферу, термосферу, экзосферу. Ионосфера - обширная часть разреженной верхней атмо­сферы - состоит преимущественно из ионов. Большая часть массы атмосферы имеет относительно однородный азотно-кислородный состав. В тропосфере во взвешенном состоянии присутствуют также твердые и жидкие час­тицы - аэрозоли. Главные составные части атмосферы - азот, кислород, аргон и углекислый газ.

Один из важнейших компонентов атмосферы - озон (О₃). Его образование и разложение связаны с поглоще­нием ультрафиолетовой радиации Солнца, губительной для живых организмов. Озон образуется при столкнове­нии О + О₂ = О₃. Свободные атомы кислорода возникают при разложении молекул кислорода (О₂) под действием квантов излучения в ультрафиолетовой области. В то же время озон поглощает ультрафиолетовую радиацию, раз­лагаясь на молекулярный и атомный кислород. Основная часть озона концентрируется на высотах 10-25 км, а мак­симальная - на высотах 20-25 км.

Выше 40 км по мере поднятия в более высокие гори­зонты атмосферы увеличивается доля атомарного кисло­рода, а выше 150 км практически весь кислород атомарный. Он легко ионизируется излучением Солнца.

Диссоциация молекул азота происходит выше, чем у кислорода, с высоты 200 км, а выше 300 км азот полностью диссоциирован и состоит из изолированных атомов.

Во внешних слоях атмосферы наиболее распростра­нены атомы и ионы водорода.

Внешняя граница верхней атмосферы постепенно переходит в межпланетный газ.

Гидросфера

Гидросфера - совокупность всех вод Земли: материковых (глубинных, почвенных, поверхностных), океанических, атмосферных. Как особая водная оболочка Земли рассматриваются лишь воды, находящиеся на по­верхности планеты, - материковые и океанические.

Гидросфера тесно связана с литосферой (подземные воды), атмосферой (парообразная влага) и живым веще­ством биосферы, в которое она входит в качестве обяза­тельного компонента.

Большая часть массы природных вод (94%) - воды Мирового океана. Здесь происходит процесс обмена и трансформации энергии и вещества нашей планеты. Раз­личные физические, химические и биологические про­цессы объединяются, образуя единую природу океана.

Наиболее чистые атмосферные воды содержат 10-50 мг/л Растворенных веществ. Морская (океаническая) вода представляет собой раствор, содержащий в среднем в 1 кг 35 г вещества. В морской воде присутствуют практически ice химические элементы таблицы Менделеева, однако преобладают среди ниx Na, Mg, Ca, C1, С, S. Они находятся в морской воде в виде ионов различного типа: катионы - Na⁺, Mg²⁺, Са²⁺, анионы – Сl^-, НСО^3-, СО₃^2-, SO₄^2-. Некоторые из элементов, несмотря на относительно низкую концентрацию, играют важную роль в химических процессах моря и в морских организмах (азот, фосфор, кремни, усваивающиеся живыми организмами).

В отличие от морской воды материковые характе­ризуются разнообразным химическим составом и разной степенью минерализации - от чисто пресных озерных и ледниковых вод до сильно минерализованных рассолов. Источники минерализации в пределах земной коры, омываемой природными водами:

1) изверженные и метаморфические породы, дающие при химическом выветривании растворимые соединения;

2)залежи некоторых осадочных горных пород, со­ стоящих из растворимых солей (карбонатов, сульфатов, хлоридов), представленные известняками, мергелями, доломитами, гипсами и каменной солью;

3) соли рассеянные и адсорбированные в осадочных породах, коре выветривания и почвах;

4) вулканические извержения, поставляющие газо­образные природные соединения некоторых элементов (H₂S, СО₂, HCl,NH₃).