Страница 7 из 17
Таким образом, атмосферу по первому пункту (изменение температуры) возможно поделить на пять слоев: тропосферу стратосферу, мезосферу, термосферу, экзосферу.
Тропосфера по-другому именуется климатосферой: климат создается в границах данного слоя, напрямую контактирующего с дневной поверхностью. В высоких широтах тропосфера обладает мощностью 10-12 километров, в тропико-экваториальном пространстве доходит до высоты 16 километров. Температурный фон понижается с возрастанием высоты (0,6° С на каждые 100 метров). Выше тропосферы находится переходный слой – тропопауза, «изолирующий» тропосферу от вышележащего слоя – стратосферы. Температура в пределах тропопаузы составляет от -56 до -80° С.
В стратосфере понижение температуры уже происходит в очень умеренном режиме, а иногда вообще не наблюдается. В верхней части данного слоя температура среды начинает постепенно повышаться, и в самом верху приближается к нулю. Выше лежит стратопауза – промежуточный слой между стратосферой и мезосферой.
Мезосфера распространяется в сторону космического пространства, начиная от высоты 50 километров от поверхности Земли, и достигает высоты 95 километров. Температура в этом слое понижается (0,3° С на каждые 100 метров). Мезосфера ограничивается мезопаузой, после которой начинается термосфера, слой, внутри которого температура опять постепенно повышается по вертикали – из-за поглощения кислородом ультрафиолетовых лучей.
Выше термосферы находится экзосфера – внешняя оболочка, которую, по сути, можно отнести уже к межпланетному пространству с фрагментами атмосферы.
По трансформации газового состава атмосфера Земли делится всего на два слоя: гомосферу и гетеросферу.
Гомосфера протягивается по вертикали до высотной отметки 100 км от земной поверхности, и ее газовый состав почти не изменяется.
Выше 100 километров – т. е. в гетеросфере – на газы влияет излучение Солнца и Космоса, разлагающее молекулы газов на атомы. Таким образом, в этом слое газовый состав атмосферы испытывает кардинальное преобразование. Во время распада молекул возникают ионы, создающие вместе с нейтральными молекулами ионизированную плазму. Всё пространство земной атмосферы, содержащее эту плазму, именуется ионосферой. Верхний предел ионосферы достигает высоты 500 км от поверхности Земли.
На высоте 20-25 км находится «добавочный» слой – озоносфера. Он насыщен озоном, не пропускающим к земной поверхности пагубную для всех растений и животных, а также человека, часть излучения, идущего от Солнца. В наши дни фиксируется уменьшение мощности озоновой прослойки – по причине усиленных производственных выбросов токсических веществ в воздушную среду. Если истощение озонового экрана продолжится, то это откроет доступ ультрафиолету с длиной волн менее 0,29 мкм. Такая ситуация в конечном счете приведет к уничтожению биосферы.
Подчиненные сферы
Помимо всех перечисленных выше геосфер (литосфера, гидросфера, атмосфера), на Земле существуют еще подчиненные оболочки: педосфера (почвосфера), биосфера и образование, вызывающее наибольшее количество споров в научном мире, – географическая оболочка.
Географическая оболочка
Начальные сведения. Географическая оболочка (эпигеосфера) – наиболее масштабное образование на планете Земля. Ее вертикальные границы определяются глубиной максимального взаимного проникновения всех геосфер (литосферы, гидросферы, атмосферы, биосферы).
Другой подход к определению вертикальных рубежей эпигеосферы заключается в сопоставлении границ этой оболочки с границами биосферы, поскольку живое вещество считается как раз тем пространственным критерием, по которому в ландшафтоведении определяют пределы ландшафтов любого уровня (ранга).
Ландшафтом в физической географии, по мнению многих, является земное пространство, в пределах которого может существовать и существует жизнь – поскольку развитие любой территории на земной поверхности направлено на создание и поддержание именно жизни. Все связи между компонентами природы, устанавливаемые в процессе развития, сосредоточены именно на этом – чтобы создать приемлемую и комфортную среду для живых организмов. Другое дело, что не каждому участку это удается – в связи с неблагоприятными внешними обстоятельствами, в основном с губительными для всего живого климатическими условиями (вспомним тропические пустыни в Африке и Азии, а также ледяные панцири Антарктиды и Гренландии).
Живые организмы, конечно, не просто существуют, базируясь на неживых компонентах окружающей среды. Со временем они, объединяясь, сами начинают создавать свои системы, что способствует дальнейшему развитию природы и полному завершению всех ландшафтообразующих циклов, направленных на то, чтобы, как мы уже отметили, организовать наиболее подходящие условия для жизни и дальнейшего полноценного развития высокоразвитых форм биоматерии.
Поэтому можно сказать, что вертикальные пределы географической оболочки совпадают с вертикальными границами биосферы – области распространения жизни. Но с другой стороны, мы не можем говорить о том, что более глубокие связи между геосферами Земли, за пределами непосредственно биосферы, не важны. Всякое взаимодействие земных оболочек направлено, в конечном счете, на пользу биосфере.
Таким образом, границы эпигеосферы – это чрезвычайно сложное понятие, с которым сопряжены многочисленные дискуссии. Порой, под сомнение ставится даже само наличие географической оболочки как таковой (по крайней мере, в том виде, в каком она представлена в научных трудах), поскольку, как считают некоторые исследователи, вся Земля представляет собой взаимосвязанную систему: в гипотетическом ракурсе охлаждение земного ядра до критических значений, например, привело бы к глобальной катастрофе и уничтожению всякой активности на нашей планете. Так же и сдвиг земной оси спровоцировал бы те или иные непоправимые экологические последствия.
И это правда. Вся планета Земля представляет собой одно целое – от центра ядра до верхнего предела атмосферы…
Рано или поздно подобные рассуждения натолкнут нас на мысль о том, что состояние всей Солнечной системы отражается на состоянии любой травинки, растущей лугу. И на этом следовало бы остановиться, но человеческий ум устроен таким образом, что ему надо во всём дойти до самой сути. Поэтому в самом последнем конце всех предварительных выводов о взаимосвязях в природе мы неминуемо придем к закономерной мысли, что весь Космос – это единый организм, и состояние других Галактик Вселенной имеет не менее важное значение для географической оболочки, чем, к примеру, активность Солнца или земного ядра (внутреннего «солнца»).
Однако на сегодняшний день в сферу физико-географических интересов мирового научного сообщества входит только земное пространство.
Первое, что хотелось бы отметить, географическая оболочка, хоть мы ее и называем эпигеосферой, не является наружной оболочкой Земли. Конечно, если не брать в расчет верхние слои атмосферы, то в таком случае всё становится на свои места, и данный вопрос отпадает сам по себе. Но мы этого сделать не можем, поскольку без верхних слоев не было бы ничего, в том числе и самой географической оболочки – в том варианте, в каком она существует сейчас.
Именно по этой причине наружной оболочкой Земли считается атмосфера. А эпигеосфера – это земное пространство, в пределах которого осуществляется взаимодействие (соприкосновение) и взаимопроникновение всех оболочек (геосфер), перечисленных в начале данной темы. Такой контакт возможен благодаря солнечной энергии, которая и запускает весь этот глобальный геосистемный механизм. Менее важным, но чрезвычайно существенным генератором и поставщиком энергии (в том числе тепловой) в географическую оболочку является также внутриземное вещество вместе с протекающими в нем эндогенными процессами.