Mantel Bumi- cangkang Bumi "padat", yang terletak di antara kerak bumi dan inti Bumi. Ini menempati 83% dari Bumi (tanpa atmosfer) berdasarkan volume dan 67% berdasarkan massa.

Ini dipisahkan dari kerak bumi oleh permukaan Mohorovic, di mana kecepatan longitudinal gelombang seismik ketika bergerak dari kerak ke mantel bumi, itu meningkat secara tiba-tiba dari 6,7-7,6 menjadi 7,9-8,2 km/detik; Mantel dipisahkan dari inti Bumi oleh permukaan (pada kedalaman sekitar 2900 km), di mana kecepatan gelombang seismik turun dari 13,6 menjadi 8,1 km/detik. Mantel bumi dibagi menjadi mantel bawah dan mantel atas. Yang terakhir, pada gilirannya, dibagi (dari atas ke bawah) ke dalam substrat, lapisan Gutenberg (lapisan kecepatan gelombang seismik rendah) dan lapisan Golitsyn (kadang-kadang disebut mantel tengah). Di dasar mantel bumi, lapisan setebal kurang dari 100 km dibedakan, di mana kecepatan gelombang seismik tidak meningkat dengan kedalaman atau bahkan sedikit berkurang.

Diasumsikan bahwa mantel bumi terdiri dari unsur-unsur kimia yang berada di keadaan padat atau merupakan bagian dari senyawa kimia padat. Dari unsur-unsur ini, O, Si, Mg, Fe mendominasi. Berdasarkan ide-ide modern, komposisi mantel bumi dianggap mendekati komposisi batu meteorit. Dari meteorit berbatu, chondrites memiliki komposisi paling dekat dengan mantel bumi. Diasumsikan bahwa sampel langsung dari substansi mantel adalah fragmen batuan di antara lava basal, yang dibawa ke permukaan bumi; mereka juga ditemukan bersama dengan berlian di pipa ledakan. Dipercaya juga bahwa fragmen batuan yang diangkat oleh kapal keruk dari dasar celah Mid-Ocean Ridges adalah substansi mantel.

fitur karakteristik mantel bumi, tampaknya, transisi fase. Telah ditetapkan secara eksperimental bahwa dalam olivin di bawah tekanan tinggi struktur kisi kristal berubah, pengepakan atom yang lebih padat muncul, sehingga volume mineral berkurang secara nyata. Dalam kuarsa, transisi fase seperti itu diamati dua kali saat tekanan meningkat; modifikasi terpadat adalah 65 °C lebih padat dari kuarsa biasa. Transisi fase seperti itu diyakini menjadi alasan utama mengapa kecepatan gelombang seismik di lapisan Golitsyn meningkat sangat cepat dengan kedalaman.

Mantel atas salah satu cangkangnya dunia, langsung mendasari kerak bumi. Itu dipisahkan dari Mohorovichi terakhir oleh permukaan yang terletak di bawah benua pada kedalaman 20 hingga 80 km (rata-rata 35 km) dan di bawah lautan pada kedalaman 11-15 km dari permukaan air. Kecepatan gelombang seismik (digunakan sebagai metode tidak langsung untuk mempelajari struktur internal Bumi) meningkat dalam transisi dari kerak bumi ke mantel atas secara bertahap dari sekitar 7 hingga 8 km/s. ). Zona di kedalaman 400-900 km disebut lapisan Golitsyn. Mantel atas mungkin terdiri dari peridotit garnet dengan campuran di bagian atas Eclogite.

Eclogite adalah batuan metamorf yang terdiri dari piroksen dengan kandungan kuarsa dan rutil yang tinggi (mineral yang mengandung campuran besi, timah, niobium dan tantalum TiO 2 - 60% titanium dan 40% oksigen).

Fitur penting struktur mantel atas - keberadaan zona kecepatan gelombang seismik rendah. Ada perbedaan struktur mantel atas di bawah zona tektonik yang berbeda, misalnya, di bawah geosinklin dan platform. Di mantel atas, proses berkembang yang menjadi sumber fenomena tektonik, magmatik dan metamorf di kerak bumi. Dalam banyak hipotesis tektonik, mantel atas ditetapkan peran penting; misalnya, diasumsikan bahwa kerak bumi terbentuk dengan mencairnya substansi mantel atas , bahwa gerakan tektonik berhubungan dengan gerakan di mantel atas; Biasanya diyakini bahwa mantel bumi hampir seluruhnya terdiri dari olivin [(Mg, Fe) 2 SiO 4 ], di mana komponen magnesium (forsterit) sangat mendominasi, tetapi dengan kedalaman, mungkin, proporsi komponen besi (fayalite ) meningkat. Ringwood petrografer Australia menunjukkan bahwa mantel bumi terdiri dari batuan hipotetis, yang disebut pirolit dan yang dalam komposisi sesuai dengan campuran 3 bagian periodit dan 1 bagian basal. Perhitungan teoritis menunjukkan bahwa mineral di mantel bawah Bumi harus terurai menjadi oksida. Pada awal tahun 70-an abad ke-20, data juga muncul yang menunjukkan adanya ketidakhomogenan horizontal di mantel bumi.

Tidak diragukan lagi bahwa kerak bumi terpisah dari mantel bumi; Proses diferensiasi mantel bumi berlanjut hingga hari ini. Ada anggapan bahwa inti bumi tumbuh karena mantel bumi. Proses di kerak bumi dan mantel bumi terkait erat; khususnya, energi untuk pergerakan tektonik kerak bumi tampaknya berasal dari mantel bumi.

Mantel bawah bumi- bagian integral dari mantel bumi, membentang dari kedalaman 660 (berbatasan dengan mantel atas) hingga 2900 km. Tekanan yang dihitung di mantel bawah adalah 24-136 GPa dan bahan mantel bawah tidak tersedia untuk studi langsung.

Di mantel bawah terdapat lapisan (lapisan D) di mana kecepatan gelombang seismik sangat rendah dan memiliki ketidakhomogenan horizontal dan vertikal. Diasumsikan bahwa itu dibentuk oleh penetrasi ke atas Fe dan Ni ke dalam silikat, yang dilebur oleh aliran ini. Ini sangat penting, karena beberapa peneliti percaya bahwa bagian dari lempeng subduksi terakumulasi 660 km dari batas, dan mereka menjadi lebih berat secara eksponensial dan tenggelam ke inti dan menumpuk di lapisan D.

kerak bumi- terluar dari cangkang padat Bumi. Batas bawah kerak bumi dianggap sebagai antarmuka, selama perjalanannya dari atas ke bawah, gelombang seismik longitudinal tiba-tiba meningkatkan kecepatan dari 6,7-7,6 km / s menjadi 7,9-8,2 km / s (lihat permukaan Mohorovicic) . Ini adalah tanda perubahan dari bahan yang kurang elastis ke bahan yang lebih elastis dan lebih padat. Lapisan mantel atas yang mendasari kerak bumi sering disebut sebagai substratum. Bersama dengan kerak bumi, ia membentuk litosfer. Kerak bumi berbeda di benua dan di bawah lautan. Kerak benua biasanya memiliki ketebalan 35-45 km, di daerah negara pegunungan - hingga 70 km. Bagian atas kerak benua terdiri dari lapisan sedimen terputus-putus, terdiri dari batuan sedimen dan vulkanik yang tidak berubah atau sedikit berubah dari berbagai usia. Lapisan-lapisan tersebut sering kali terlipat menjadi lipatan-lipatan, sobek dan tergeser di sepanjang celah. Di beberapa tempat (pada perisai) cangkang sedimen tidak ada. Sisa ketebalan kerak benua dibagi menurut kecepatan gelombang seismik menjadi 2 bagian dengan nama konvensional: untuk bagian atas - lapisan "granit" (kecepatan gelombang longitudinal hingga 6,4 km / s), untuk lapisan "basal" yang lebih rendah (6,4-7,6 km / s). Rupanya, lapisan "granit" terdiri dari granit dan gneisses, dan lapisan "basal" terdiri dari basal, gabro dan batuan sedimen bermetamorfosis sangat kuat di berbagai rasio. 2 lapisan ini sering dipisahkan oleh permukaan Konrad, pada transisi dimana kecepatan gelombang seismik meningkat secara tiba-tiba. Rupanya, kandungan silika menurun dengan kedalaman di kerak bumi dan kandungan besi dan magnesium oksida meningkat; juga di lagi ini terjadi selama transisi dari kerak bumi ke substrat.

Kerak samudera memiliki ketebalan 5-10 km (bersama dengan kolom air - 9-12 km). Ini dibagi menjadi tiga lapisan: di bawah lapisan sedimen laut yang tipis (kurang dari 1 km) terletak lapisan "kedua" dengan kecepatan gelombang seismik longitudinal 4-6 km/detik; ketebalannya adalah 1-2,5 km. Hal ini mungkin terdiri dari serpentinit dan basal, mungkin dengan lapisan sedimen. Lapisan bawah, "samudera", dengan ketebalan rata-rata sekitar 5 km, memiliki kecepatan gelombang seismik 6,4-7,0 km/detik; itu mungkin terdiri dari gabro. Ketebalan lapisan sedimen di dasar lautan bervariasi, di beberapa tempat tidak ada sama sekali. Di zona transisi dari daratan ke lautan, jenis kerak perantara diamati.

Kerak bumi tunduk pada gerakan dan perubahan yang konstan. Di dalam dia perkembangan ireversibel area bergerak - geosynclines - mengubah transformasi jangka panjang menjadi area yang relatif tenang - platform. Ada sejumlah hipotesis tektonik yang menjelaskan proses perkembangan geosynclines dan platform, benua dan lautan, serta alasan perkembangan kerak bumi secara keseluruhan. Tidak diragukan lagi, alasan utama perkembangan kerak bumi terletak pada lebih banyak perut dalam Bumi; oleh karena itu, studi tentang interaksi antara kerak bumi dan mantel atas menjadi perhatian khusus.

Kerak bumi mendekati keadaan isostasi (keseimbangan): semakin berat, yaitu, semakin tebal atau padat setiap bagian dari kerak bumi, semakin dalam ia terbenam di substrat. Gaya tektonik mematahkan isostasi, tetapi ketika melemah, kerak bumi kembali ke keseimbangan.

Gambar 25 - Kerak bumi

inti bumi - geosfer pusat dengan radius sekitar 3470 km. Keberadaan inti bumi ditetapkan pada tahun 1897 oleh seismolog Jerman E. Wiechert, dan kedalaman (2.900 km) ditentukan pada tahun 1910 oleh ahli geofisika Amerika B. Gutenberg. Tidak ada konsensus tentang komposisi inti bumi dan asal-usulnya. Mungkin terdiri dari besi (dengan campuran nikel, belerang, silikon atau elemen lain) atau oksidanya, yang memperoleh sifat logam di bawah tekanan tinggi. Ada pendapat bahwa inti terbentuk oleh diferensiasi gravitasi Bumi primer selama pertumbuhannya atau lebih lambat (pertama kali diungkapkan oleh ahli geofisika Norwegia V.M. Orovan dan ilmuwan Soviet A.P. Vinogradov, 60-70-an).

permukaan Mohorovic - antarmuka antara kerak bumi dan mantel bumi Permukaan Mohorovichi dibentuk dari data seismik: kecepatan gelombang seismik longitudinal selama transisi (dari atas ke bawah) melalui permukaan Mohorovichi meningkat secara tiba-tiba dari 6,7-7,6 menjadi 7,9-8,2 km / dtk , dan melintang - dari 3,6-4,2 hingga 4,4-4,7 km / dtk. Berbagai data geofisika, geologis, dan lainnya menunjukkan bahwa densitas materi juga meningkat secara tiba-tiba, diperkirakan dari 2,9-3 menjadi 3,1-3,5 t/m 3 . Kemungkinan besar permukaan Mohorovic memisahkan lapisan-lapisan yang berbeda komposisi kimia. Permukaan Mohorovichi dinamai A. Mohorovichi, yang menemukannya.

Dari tiga geosfer pertama, peran utama tidak diragukan lagi dimiliki oleh kerak bumi, karena massa totalnya berkali-kali lebih besar daripada massa total dua cangkang lainnya. Oleh karena itu, data tentang kandungan relatif dari satu atau lain unsur kimia dalam kerak bumi dapat dianggap sebagian besar mencerminkan kandungannya di biosfer secara keseluruhan.

Cangkang keras terluar Bumi - kerak bumi lebih dari 99% terdiri dari hanya 9 elemen utama: O (47%), Si (29,5%), Al (8,05%), Fe (4,65%), Ca (2,96). %), Na (2,50%), K (2,50%), Mg (1,87%), Ti (0,45%). Secara total - 99,48%. Dari jumlah tersebut, oksigen benar-benar dominan. Anda dapat dengan jelas melihat berapa banyak yang tersisa untuk semua elemen lainnya. Ini berdasarkan berat, yaitu dalam persen berat.

Ada varian evaluasi lain - berdasarkan volume (persen volume). Ini dihitung dengan mempertimbangkan ukuran atom dan jari-jari ionik dalam senyawa mineral tertentu yang dibentuk oleh unsur-unsur ini. Kandungan dalam kerak bumi unsur yang paling umum dalam persentase volume adalah (menurut V.M. Goldshmidt): O - 93,77%, K - 2,14%, Na - 1,60%, Ca - 1,48%, Si - 0,86%, Al - 0,76 %, Fe - 0,68%, Mg - 0,56%, Ti - 0,22%.

Perbedaan yang cukup signifikan dalam distribusi atom unsur kimia menurut berat dan volumenya terlihat jelas: penurunan tajam dalam kandungan relatif Al dan terutama Si (karena ukuran atomnya yang kecil, dan untuk silikon, bahkan lebih banyak lagi). ion dalam senyawa oksigennya) bahkan lebih jelas menekankan peran utama oksigen di litosfer.

Pada saat yang sama, "anomali" dalam kandungan beberapa elemen di litosfer terungkap:

"penurunan" dalam kelimpahan elemen paling ringan (Li, Be, B) dijelaskan oleh kekhasan proses nukleosintesis (pembentukan karbon yang dominan sebagai hasil dari kombinasi tiga inti helium sekaligus); relatif konten tinggi unsur-unsur yang merupakan produk peluruhan radioaktif (Pb, Bi, dan juga Ar di antara gas-gas inert).

Di bawah kondisi Bumi, kelimpahan dua elemen lagi, H dan He, sangat rendah. Ini karena "volatilitas" mereka. Kedua elemen ini adalah gas, dan, terlebih lagi, yang paling ringan. Jadi atom hidrogen dan helium cenderung bergerak ke lapisan atas atmosfer, dan dari sana, tidak ditahan oleh gravitasi bumi, mereka menghilang ke luar angkasa. Hidrogen belum sepenuhnya hilang, karena sebagian besar merupakan bagian dari senyawa kimia - air, hidroksida, hidrokarbonat, hidrosilikat, senyawa organik, dll. Dan helium, yang merupakan gas inert, terus-menerus terbentuk sebagai produk peluruhan radioaktif. dari atom berat.

Jadi, kerak bumi pada dasarnya adalah paket anion oksigen, teman terikat dengan silikon dan ion logam lainnya, yaitu itu hampir secara eksklusif terdiri dari senyawa oksigen, terutama aluminium, kalsium, magnesium, natrium, kalium dan silikat besi. Pada saat yang sama, seperti yang sudah Anda ketahui, bahkan elemen mencapai 86,5% dari litosfer.

Unsur yang paling umum disebut makronutrien.

Elemen, yang isinya seperseratus persen atau kurang, disebut elemen mikro. Konsep ini relatif, karena elemen tertentu dapat menjadi elemen mikro di satu lingkungan, dan di lingkungan lain, dapat diklasifikasikan sebagai dasar, yaitu. makroelemen (Misalnya, Al dalam organisme adalah elemen jejak, dan di litosfer itu adalah elemen makro, besi di tanah adalah elemen makro, dan pada organisme hidup itu adalah elemen jejak).

Untuk menunjukkan nilai kandungan unsur tertentu dalam lingkungan tertentu, digunakan konsep "clark". Istilah ini dikaitkan dengan nama F.U. Clark, seorang ahli geokimia Amerika yang merupakan orang pertama yang melakukan, berdasarkan bahan analitik ekstensif, perhitungan rata-rata kandungan unsur kimia dalam berbagai jenis batuan dan di litosfer secara keseluruhan. Untuk mengenang kontribusinya, A.E. Fersman pada tahun 1924 menyarankan untuk menyebut kandungan rata-rata dari setiap elemen tertentu dalam media material tertentu sebagai clarke dari elemen kimia ini. Satuan clarke adalah g/t (karena tidak nyaman menggunakan nilai persentase pada clark rendah dari banyak elemen).

Paling tugas yang menantang adalah definisi clarks untuk litosfer secara keseluruhan, karena strukturnya sangat.

Di dalam batuan, pembagian silikat dilakukan menjadi asam dan basa.

Konsentrasi Li, Be, Rb, TR, Ba, Tl, Th, U, dan Ta relatif lebih tinggi pada konsentrasi asam.

Yang utama adalah Cr, Sc, Ni, V, Co, Pt.

Kami memberikan perintah clarks berbagai elemen menurut V.F. Barabanov:

Lebih dari 10.000 g/t - O, Si, Al, Fe, Ca, Mg, Na, K.

1000-10.000 - Mn, Ti.

100-1000 - C, F, P, S, Cl, Rb, Sr, Zr, Ba.

10-100 - Pb, Th, Y, Nb, La, Ce, Nd, Li, B, N, Sc, V, Cr, Co, Ni, Cu, Zn, Ga.

1-10 - Eu, Dy, Ho, Er, Yb, Hf, Ta, W, Tl, U, Ge, As, Br, Mo, Sn, Sc, Pm, Sm, Be.

0.1-1.0 - Cd, Bi, In, Tu, I, Sb, Lu.

0,01-0,1 - Ar, Se, Ag, Hg.

0,001-0,01 - Re, Os, Ir, Ru, Rh, Pd, Te, Pt, He, Au.

Menurut gradasi ini, unsur-unsur dengan clarks di atas 1000 g/t akan disebut sebagai unsur makro. Mereka yang memiliki clark lebih rendah adalah elemen jejak.

Akuntansi untuk clarks mutlak diperlukan untuk pemahaman yang benar pola proses migrasi unsur kimia. Distribusi yang berbeda dari unsur-unsur di alam memiliki konsekuensi yang tak terelakkan bagi banyak dari mereka, adanya perbedaan yang signifikan dalam perilaku mereka dalam kondisi laboratorium dan di alam. Dengan penurunan clarke, konsentrasi aktif elemen berkurang, menjadi tidak mungkin untuk pengendapan independen fase padat dari larutan berair dan metode lain pembentukan spesies mineral independen. Oleh karena itu, kemampuan pembentukan mineral independen tidak hanya bergantung pada sifat kimia unsur tersebut, tetapi juga pada clarke-nya.

Contoh: S dan Se adalah analog yang lengkap secara kimiawi, dan perilakunya dalam proses alami berbeda. S adalah elemen utama dari banyak proses alam. Hidrogen sulfida memainkan peran penting dalam proses kimia terjadi di sedimen dasar dan di kedalaman kerak bumi, dalam pembentukan endapan sejumlah logam. Sulfur membentuk mineral independen (sulfida, sulfat). Hidrogen selenida tidak memainkan peran penting dalam proses alami. Selenium berada dalam keadaan terdispersi sebagai pengotor dalam mineral yang dibentuk oleh unsur-unsur lain. Perbedaan antara K dan Cs, Si dan Ge serupa.

Satu dari perbedaan utama geokimia dari kimia dalam geokimia itu hanya mempertimbangkan interaksi kimia yang direalisasikan secara spesifik kondisi alam. Selain itu, akuntansi untuk clarks (menurut paling sedikit pesanan mereka) dalam pengertian ini merupakan persyaratan utama untuk setiap konstruksi geokimia.

Ada, dan bahkan cukup umum, fase mineral independen dari sejumlah elemen dengan clarks rendah. Alasannya adalah bahwa ada mekanisme di alam yang memungkinkan untuk memastikan pembentukan konsentrasi unsur-unsur tertentu yang meningkat, akibatnya kandungannya di beberapa daerah bisa berkali-kali lebih tinggi daripada yang clarke. Oleh karena itu, selain clarke elemen, perlu memperhitungkan nilai konsentrasinya dibandingkan dengan konten clarke.

Konsentrasi clarke adalah rasio kandungan unsur kimia dalam agregat bahan alami tertentu (batuan, dll.) dengan clarke-nya.

Contoh koefisien konsentrasi beberapa unsur kimia dalam deposit bijihnya: Al - 3.7; Jn - 350; Cu - 140; Sn - 250; Zn - 500; Au-2000.

Atas dasar ini, elemen dengan clark rendah dibagi menjadi dua yang secara kualitatif sudah Anda ketahui berbagai kelompok. Mereka yang distribusinya tidak ditandai dengan nilai QC yang tinggi disebut berserakan(Rb, Ga, Re, Cd, dll). Mampu membentuk konsentrasi tinggi dengan nilai QC tinggi - langka(Sn, Be, dll.).

Perbedaan nilai QC yang dicapai disebabkan oleh peran yang berbeda elemen-elemen tertentu dalam sejarah aktivitas material dan teknis umat manusia (dari zaman kuno) logam yang dikenal dengan clarks rendah Au, Cu, Sn, Pb, Hg, Ag ... - dan lebih umum Al, Zr ...).

Peran besar dalam proses konsentrasi dan dispersi unsur-unsur di kerak bumi, isomorfisme memainkan - sifat unsur-unsur untuk menggantikan satu sama lain dalam struktur mineral. Isomorfisme adalah kemampuan unsur-unsur kimia dengan sifat yang sama untuk saling menggantikan dalam jumlah yang bervariasi dalam kisi kristal. Tentu saja, ini bukan hanya karakteristik dari elemen mikro. Tetapi justru untuk mereka, terutama untuk elemen yang tersebar, yang diperolehnya nilai terkemuka sebagai faktor utama dalam keteraturan distribusinya. Perbedaan dibuat antara isomorfisme sempurna - ketika elemen yang dapat dipertukarkan dapat saling menggantikan dalam rasio apa pun (hanya dibatasi oleh rasio konten elemen-elemen ini dalam sistem), dan tidak sempurna - ketika substitusi hanya dimungkinkan hingga batas tertentu. Secara alami, semakin dekat Sifat kimia, semakin sempurna isomorfismenya.

Perbedaan dibuat antara isomorfisme isovalen dan heterovalen.

Tipe umum ikatan kimia- apa yang disebut ahli kimia sebagai tingkat ionisitas - kovalensi. Contoh: klorida dan sulfida tidak isomorfik, tetapi sulfat dengan mangan bersifat isomorfik.

Mekanisme isomorfisme isovalen. Keseragaman rumus kimia senyawa yang terbentuk dan kisi kristal yang terbentuk. Artinya, jika rubidium berpotensi mampu membentuk senyawa dengan unsur yang sama dengan kalium, dan struktur kristal senyawa tersebut sejenis, maka atom rubidium dapat menggantikan atom kalium dalam senyawanya.

Pembagian unsur kimia menjadi makro dan mikro, dan yang terakhir menjadi langka dan tersebar memiliki sangat penting, karena di alam tidak semua unsur kimia membentuk koneksi diri. Ini adalah karakteristik terutama dari elemen dengan clark tinggi, atau dengan clark rendah, tetapi mampu membentuk konsentrasi tinggi secara lokal (yaitu, jarang).

Berada di alam dalam keadaan menyebar dan di mana-mana (hanya dalam berbagai konsentrasi) adalah milik semua unsur kimia. Fakta ini pertama kali diungkapkan oleh V.I. Vernadsky, dan dia menerima nama hukum hamburan unsur-unsur kimia oleh Vernadsky. Tetapi bagian dari unsur-unsur itu mampu hadir di alam selain bentuk yang tersebar dalam bentuk lain - dalam bentuk senyawa kimia. Dan unsur-unsur dengan konsentrasi rendah hanya ada dalam bentuk difus.

Mekanisme isomorfisme heterovalen agak lebih rumit. Untuk pertama kalinya, kehadiran jenis isomorfisme ini menarik perhatian pada akhir abad ke-19. G. Chermak. Dia membuktikan itu sangat kompleks rumus kimia, diperoleh untuk sebagian besar senyawa mineral dari kelas silikat, persis seperti itu karena isomorfisme heterovalen, ketika seluruh kelompok atom saling menggantikan satu sama lain. Jenis isomorfisme ini sangat khas dari senyawa silikat.

Pilihan lain untuk menemukan atom unsur yang tersebar di kerak bumi adalah lokalisasinya dalam cacat kisi kristal, di rongganya, serta dalam keadaan terserap pada permukaan partikel lain, termasuk partikel koloid.

Untuk menentukan sifat dasar biosfer, pertama-tama kita harus memahami apa yang kita hadapi. Bagaimana bentuk organisasi dan keberadaannya? Bagaimana cara kerjanya dan berinteraksi dengan dunia luar? Pada akhirnya, apa itu?

Dari kemunculan istilah pada akhir abad ke-19 hingga penciptaan doktrin holistik oleh ahli biogeokimia dan filsuf V.I. Vernadsky, definisi konsep "biosfer" telah mengalami perubahan yang signifikan. Ia telah berpindah dari kategori tempat atau wilayah di mana organisme hidup hidup ke kategori sistem yang terdiri dari unsur-unsur atau bagian-bagian, berfungsi sesuai dengan aturan tertentu untuk pencapaian tujuan spesifik. Tentang bagaimana mempertimbangkan biosfer itu tergantung pada sifat-sifat apa yang melekat di dalamnya.

Istilah ini didasarkan pada kata Yunani kuno: - kehidupan dan - bola atau bola. Artinya, itu adalah cangkang Bumi, di mana ada kehidupan. Bumi, sebagai planet independen, menurut para ilmuwan, muncul sekitar 4,5 miliar tahun yang lalu, dan satu miliar tahun kemudian kehidupan muncul di atasnya.

Eon Arkean, Proterozoikum, dan Fanerozoikum. Eon terdiri dari era. Yang terakhir ini terdiri dari Paleozoikum, Mesozoikum dan Kenozoikum. Era dari periode. Kenozoikum dari Paleogen dan Neogen. Periode dari zaman. Arus - Holosen - dimulai 11,7 ribu tahun yang lalu.

Perbatasan dan lapisan propagasi

Biosfer memiliki distribusi vertikal dan horizontal. Secara vertikal, secara konvensional dibagi menjadi tiga lapisan di mana kehidupan ada. Ini adalah litosfer, hidrosfer dan atmosfer. Batas bawah litosfer mencapai 7,5 km dari permukaan bumi. Hidrosfer terletak di antara litosfer dan atmosfer. Kedalaman maksimumnya adalah 11 km. Atmosfer menutupi planet dari atas dan kehidupan di dalamnya ada, mungkin, pada ketinggian hingga 20 km.

Selain lapisan vertikal, biosfer memiliki pembagian atau zonasi horizontal. Perubahan ini lingkungan alami dari ekuator bumi hingga kutub-kutubnya. Planet ini berbentuk bola dan oleh karena itu jumlah cahaya dan panas yang masuk ke permukaannya berbeda. Zona terbesar adalah zona geografis. Mulai dari khatulistiwa, pertama-tama ia pergi ke khatulistiwa, di atas tropis, lalu beriklim sedang, dan akhirnya, di dekat kutub - Arktik atau Antartika. Di dalam ikat pinggang adalah daerah alami: hutan, stepa, gurun, tundra dan sebagainya. Zona-zona ini tidak hanya menjadi ciri khas daratan, tetapi juga lautan. PADA susunan horizontal biosfer memiliki ketinggiannya sendiri. Itu ditentukan oleh struktur permukaan litosfer dan berbeda dari kaki gunung ke puncaknya.

Hingga saat ini, flora dan fauna di planet kita memiliki sekitar 3.000.000 spesies, dan ini hanya 5% dari total jumlah spesies yang berhasil "hidup" di Bumi. Sekitar 1,5 juta spesies hewan dan 0,5 juta spesies tumbuhan telah menemukan deskripsinya dalam sains. Tidak hanya spesies yang belum terdeskripsikan, tetapi juga wilayah Bumi yang belum dijelajahi, yang kandungan spesiesnya tidak diketahui.

Dengan demikian, biosfer memiliki karakteristik temporal dan spasial, dan komposisi spesies organisme hidup yang mengisinya berubah baik dalam waktu maupun dalam ruang - secara vertikal dan horizontal. Hal ini membawa para ilmuwan pada kesimpulan bahwa biosfer bukanlah struktur planar dan memiliki tanda-tanda variabilitas temporal dan spasial. Tetap menentukan, di bawah pengaruh faktor eksternal apa, itu berubah dalam waktu, ruang dan struktur. Faktor tersebut adalah energi matahari.

Jika kita menerima bahwa spesies semua organisme hidup, terlepas dari kerangka spasial dan temporal, adalah bagian, dan totalitasnya adalah keseluruhan, maka interaksi mereka satu sama lain dan dengan lingkungan eksternal adalah suatu sistem. L von Bertalanffy dan F.I. Peregudov, mendefinisikan sistem, berpendapat bahwa itu adalah kompleks komponen yang saling berinteraksi, atau satu set elemen yang berhubungan satu sama lain dan dengan lingkungan, atau satu set elemen yang saling berhubungan yang diisolasi dari lingkungan dan berinteraksi dengannya sebagai semua.

Sistem

biosfer sebagai satu sistem lengkap dapat dibagi menjadi bagian-bagian penyusunnya. Pembagian yang paling umum adalah spesies. Setiap jenis hewan atau tumbuhan diambil sebagai bagian integral dari sistem. Ia juga dapat dikenali sebagai suatu sistem, dengan struktur dan komposisinya sendiri. Tetapi spesies tidak ada dalam isolasi. Perwakilannya tinggal di wilayah tertentu, di mana mereka berinteraksi tidak hanya satu sama lain dan lingkungan, tetapi juga dengan spesies lain. Tempat tinggal spesies seperti itu, dalam satu area, disebut ekosistem. Ekosistem terkecil, pada gilirannya, termasuk dalam ekosistem yang lebih besar. Itu bahkan lebih dan lebih ke global - ke biosfer. Dengan demikian, biosfer sebagai suatu sistem dapat dianggap terdiri dari bagian-bagian, baik spesies maupun biosfer. Satu-satunya perbedaan adalah bahwa suatu spesies dapat diidentifikasi karena memiliki ciri-ciri yang membedakannya dari yang lain. Ini independen dan dalam jenis lain - bagian tidak termasuk. Dengan biosfer, perbedaan seperti itu tidak mungkin - satu bagian dari yang lain.

tanda-tanda

Sistem ini memiliki dua fitur yang lebih signifikan. Itu diciptakan untuk mencapai tujuan spesifik dan berfungsinya seluruh sistem lebih efektif daripada masing-masing bagiannya secara terpisah.

Dengan demikian, sifat-sifat sebagai suatu sistem, dalam integritas, sinergi, dan hierarkinya. Integritas terletak pada kenyataan bahwa hubungan antara bagian-bagiannya atau koneksi internalnya jauh lebih kuat daripada dengan lingkungan atau eksternal. Efek sinergis atau sistemik adalah bahwa kemampuan seluruh sistem jauh lebih besar daripada jumlah kemampuan bagian-bagiannya. Dan, meskipun setiap elemen sistem adalah sistem itu sendiri, bagaimanapun, itu hanya bagian dari yang umum dan lebih besar. Ini adalah hierarkinya.

Biosfer adalah sistem dinamis yang mengubah keadaannya di bawah pengaruh eksternal. Terbuka karena pertukaran materi dan energi dengan lingkungan. Ini memiliki struktur yang kompleks, karena terdiri dari subsistem. Dan akhirnya, ini adalah sistem alami - terbentuk sebagai hasil dari perubahan alam selama bertahun-tahun.

Berkat kualitas ini, dia dapat mengatur dan mengatur dirinya sendiri. Ini adalah sifat dasar biosfer.

Pada pertengahan abad ke-20, konsep pengaturan diri pertama kali digunakan oleh ahli fisiologi Amerika Walter Cannon, dan psikiater dan ahli cybernetic Inggris William Ross Ashby memperkenalkan istilah pengaturan diri dan merumuskan hukum keragaman yang diperlukan. Hukum sibernetik ini secara resmi membuktikan perlunya keanekaragaman spesies yang besar untuk stabilitas sistem. Semakin besar keragaman, semakin tinggi kemungkinan sistem untuk mempertahankan stabilitas dinamisnya dalam menghadapi pengaruh eksternal yang besar.

Properti

Menanggapi pengaruh eksternal, melawan dan mengatasinya, mereproduksi dirinya sendiri dan memulihkan, yaitu mempertahankan keteguhan internalnya, itulah tujuan dari sistem yang disebut biosfer. Kualitas seluruh sistem ini dibangun di atas kemampuan bagiannya, yaitu spesies, untuk mempertahankan jumlah atau homeostasis tertentu, serta setiap individu atau organisme hidup untuk mempertahankan kondisi fisiologisnya - homeostasis.

Seperti yang Anda lihat, sifat-sifat ini berkembang dalam dirinya di bawah pengaruh dan untuk melawan faktor-faktor eksternal.

Faktor eksternal utama adalah energi matahari. Jika jumlah unsur dan senyawa kimia terbatas, maka energi Matahari terus-menerus disuplai. Berkat itu, migrasi unsur-unsur di sepanjang rantai makanan dari satu organisme hidup ke organisme hidup lainnya dan transformasi dari keadaan anorganik menjadi organik dan sebaliknya terjadi. Energi mempercepat jalannya proses ini di dalam organisme hidup dan, dalam hal laju reaksi, mereka terjadi jauh lebih cepat daripada di lingkungan eksternal. Jumlah energi merangsang pertumbuhan, reproduksi dan peningkatan jumlah spesies. Keanekaragaman, pada gilirannya, memberikan peluang untuk resistensi tambahan terhadap pengaruh eksternal, karena ada kemungkinan duplikasi, lindung nilai, atau penggantian spesies dalam rantai makanan. Migrasi elemen dengan demikian akan lebih terjamin.

Pengaruh manusia

Satu-satunya bagian biosfer yang tidak tertarik untuk meningkatkan keanekaragaman spesies dalam sistem ini adalah manusia. Dia berusaha dengan segala cara untuk menyederhanakan ekosistem, karena dengan cara ini dia dapat lebih efektif memantau dan mengaturnya, tergantung pada kebutuhannya. Oleh karena itu, semua biosistem yang secara artifisial diciptakan oleh manusia atau tingkat pengaruhnya, yang signifikan, sangat langka dalam hal spesies. Dan stabilitas dan kemampuan mereka untuk penyembuhan diri dan pengaturan diri cenderung nol.

Dengan munculnya organisme hidup pertama, mereka mulai mengubah kondisi keberadaan di Bumi agar sesuai dengan kebutuhan mereka. Dengan munculnya manusia, dia sudah mulai mengubah biosfer planet ini sehingga hidupnya senyaman mungkin. Nyaman, karena kita tidak berbicara tentang bertahan hidup atau menyelamatkan hidup. Mengikuti logika, sesuatu akan muncul yang akan mengubah orang itu sendiri untuk tujuannya sendiri. Aku ingin tahu apa yang akan terjadi?

Video - Biosfer dan noosfer

Struktur Bumi adalah kombinasi, interaksi dan ketergantungan satu sama lain dari cangkang utamanya. Jika tidak ada manusia di planet ini, mungkin permukaannya akan terlihat berbeda hari ini. Selama jutaan tahun, cangkang ini diciptakan, berkat kehidupan yang dapat muncul dan berkembang, dan tanda-tanda umum litosfer, hidrosfer, atmosfer, biosfer yang melekat di dalamnya saat ini menunjukkan dampak antropogenik terkuat pada mereka oleh aktivitas manusia.

Lingkup Bumi

Jika kita mempertimbangkan struktur planet dari sudut pandang bidang lanskapnya, maka kita dapat melihat bahwa itu tidak hanya mencakup permukaan kerak bumi yang terkenal, tetapi juga beberapa cangkang "tetangga". Hubungan erat antara batas-batas inilah yang menentukan ciri-ciri umum karakteristik atmosfer, hidrosfer, litosfer, dan biosfer. Mereka dimanifestasikan dalam pertukaran konstan komponen cair, padat dan gas yang melekat pada masing-masing cangkang. Misalnya, siklus air di alam adalah pertukaran antara hidrosfer dan atmosfer.

Jika ada letusan gunung berapi dengan pelepasan abu ke udara - ini adalah hubungan litosfer dengan lapisan atmosfer yang lebih rendah, meskipun beberapa bencana alam dapat memiliki kekuatan sedemikian rupa sehingga hampir mencapai bagian tengahnya. Jika gunung berapi terletak di sebuah pulau atau di dasar lautan, maka semua cangkang Bumi akan terlibat, dan atmosfer, dan hidrosfer, dan litosfer, dan biosfer. Yang terakhir ini paling sering diekspresikan dengan kematian vegetasi dan satwa liar dalam radius bencana alam.

Secara konvensional, bola bumi dapat dibagi menjadi 4 bagian: atmosfer, biosfer, hidrosfer, litosfer, tetapi beberapa di antaranya terdiri dari beberapa komponen.

Suasana

Atmosfer disebut seluruh bola gas terluar planet, mengelilinginya hingga ruang hampa udara. Jika cangkang Bumi berikut - litosfer, hidrosfer, atmosfer, biosfer - berinteraksi satu sama lain, maka ini tidak dapat dikatakan tentang beberapa bagiannya. Atmosfer dibagi menjadi 3 wilayah yang masing-masing memiliki ketinggian sendiri, misalnya:

Yang paling menarik bagi para ilmuwan dan konservasionis adalah wilayah troposfer yang lebih rendah.

Hidrosfer

Ruang air yang terletak di permukaan kerak bumi dan di bawahnya disebut hidrosfer. Inilah totalitas semua perairan, baik tawar maupun asin, yang ada di planet ini. Kedalaman beberapa badan air bisa mencapai 3,5 km, yang melekat di lautan, dan di beberapa daerah, yang disebut depresi, bahkan lebih dalam dari 10 km. "Palung" bawah air terdalam yang diketahui adalah Palung Mariana, yang menurut data 2011, turun menjadi 10.994 m.

Karena kehidupan di Bumi bergantung pada kualitas air, hidrosfer sama pentingnya dengan udara, itulah sebabnya segalanya jumlah besar ilmuwan lingkungan prihatin tentang konsekuensi dari dampak manusia di daerah ini. Dari air di planet ini, tidak hanya segala sesuatu yang ada, tetapi juga bergantung padanya sehingga kehidupan tetap ada di dalamnya.

Para ilmuwan mampu membuktikan bahwa di tempat, misalnya, Sahara adalah padang rumput yang bersilangan sungai yang dalam. Ketika air meninggalkan daerah ini, secara bertahap diisi dengan pasir. Jika kita mempertimbangkan fitur umum apa yang dimiliki hidrosfer, atmosfer, litosfer, biosfer, maka kita dapat melihat bahwa mereka saling bergantung secara langsung, dan semuanya memengaruhi keberadaan kehidupan di Bumi.

Jika bencana ekologis terjadi, yang menyebabkan sungai mengering (hidrosfer), maka vegetasi dan hewan di wilayah ini menderita (biosfer), keadaan udara (atmosfer) berubah, dan permukaan

Lingkungan

Cangkang ini telah muncul sejak asal usul kehidupan di planet ini. Konsep "biosfer" diperkenalkan sebagai istilah hanya pada akhir abad ke-19, dan itu mencakup semua bentuk dan jenis kehidupan yang ada di Bumi.

Dia terutama koneksi yang kuat dengan sisa planet ini. Jadi berbagai mikroorganisme ditemukan di bagian bawah atmosfer. Manusia, hewan, burung, serangga, dan tumbuhan hidup di permukaan dan di bawah tanah (litosfer). Sungai, laut, danau, dan samudra (hidrosfer) menghuni air tawar dan ikan laut, mikroorganisme, tumbuhan dan hewan.

Batas biosfer, sebagai suatu peraturan, ditentukan oleh kondisi di mana organisme hidup dapat, dan mereka dapat berubah. Jadi, misalnya, di lautan, kehidupan mengalir di semua lapisan sampai ke dasarnya. Setiap lapisan memiliki "set" makhluk dan mikroorganismenya sendiri, yang dikaitkan dengan kejenuhan air dengan garam dan tingkat tekanan kolom air. Semakin dekat bagian bawah, semakin tinggi.

Tanda-tanda biosfer (dengan kata lain, bidang kehidupan) ditemukan pada ketinggian 20 km di atas permukaan laut dan pada kedalaman 3 km dari permukaan bumi.

Litosfer

"Lithos" dalam bahasa Yunani berarti "batu", sehingga seluruh kerak bumi, yang merupakan batuan, disebut litosfer. Dia memiliki dua bagian:

1. Penutup atas adalah batuan sedimen yang mengandung granit dalam komposisinya.
2. Tingkat yang lebih rendah adalah batuan basaltik.

Sebagian kecil dari litosfer (hanya 30%) jatuh di darat, sisanya ditutupi oleh perairan lautan. Hubungan litosfer dengan atmosfer, hidrosfer, biosfer terletak pada lapisan tanah atas. Tumbuhan dan kehidupan hewan (biosfer) berkembang di sana, bakteri aerobik hidup di dalamnya, yang membutuhkan udara (atmosfer), nutrisi disediakan air tanah dan berupa presipitasi (hidrosfer).

Dampak manusia pada atmosfer

Fitur utama dari litosfer, hidrosfer, atmosfer, dan biosfer tercantum di atas. Karena mereka berinteraksi sangat erat, pengaruh pada salah satu dari mereka segera mempengaruhi yang lain. Ini karena fakta bahwa fitur umum semua cangkang Bumi ini adalah keberadaan kehidupan di dalamnya.

Hari ini orang dapat mengamati kerusakan yang disebabkan oleh aktivitas orang-orang di bidang planet ini. Jadi emisi zat berbahaya ke atmosfer, menebang hutan Amazon, meluncurkan roket dan lepas landas pesawat setiap hari secara bertahap menghancurkan lapisan ozon.Jika menjadi lebih kecil (hari ini ukurannya sekitar 8 km), maka semua kehidupan di planet ini dapat baik bermutasi atau mati.

Menurut para arkeolog, Bumi telah mengalami guncangan serupa, tetapi pada masa yang jauh itu tidak dihuni oleh manusia. Saat ini, semuanya berbeda. Belum lama ini, ada kota-kota yang kadar gas buang mobilnya sangat tinggi sehingga orang-orang terpaksa berjalan di jalan dengan menggunakan masker. Ilmuwan dan pecinta lingkungan mampu "menjangkau" publik untuk membalikkan situasi yang mengancam.

Semakin banyak negara, yang menyadari bahwa kualitas hidup secara langsung bergantung pada kemurnian udara yang dihirup penduduknya, beralih ke sumber alternatif energi, memperkenalkan kendaraan listrik ke dalam kehidupan sehari-hari, menutup atau memodernisasi industri berbahaya. Hal ini memberikan harapan bahwa generasi mendatang penduduk bumi akan memiliki udara bersih.

Manusia dan hidrosfer

Manusia telah melakukan tidak kurang kerusakan pada sumber daya air di planet ini. Menimbang bahwa hanya 3% air tawar, yang cocok untuk kehidupan, umat manusia kembali terancam. Hubungan erat hidrosfer dengan sisa kulit bumi dilakukan melalui siklus air di alam.

Jika reservoir tercemar, maka air yang menguap dari permukaannya dapat menumpahkan hujan yang terkontaminasi di belahan dunia mana pun, menyebabkan kerusakan pada tanah (litosfer), satwa liar (biosfer), dan berubah menjadi kabut beracun (atmosfer).

Meskipun dalam pekerjaan membersihkan dan melestarikan sumber daya alam banyak negara mengambil bagian di planet ini, ini masih belum cukup. Semua orang sangat menyadari masalah dengan bersih air minum di negara-negara Afrika dan Asia, yang penduduknya sakit justru karena pencemaran badan air setempat.

Pelanggaran cangkang Bumi oleh manusia

Karena semua bidang planet ini saling berhubungan dan memiliki fitur yang sama - keberadaan kehidupan di dalamnya, ketidakseimbangan di satu bidang segera tercermin di bidang lainnya. Memperdalam manusia ke dalam perut Bumi demi pertambangan, emisi ke atmosfer berbahaya zat kimia, tumpahan minyak di laut dan samudera - semua ini mengarah pada fakta bahwa setiap hari hewan itu menghilang atau terancam punah dan dunia sayur(lingkungan).

Jika umat manusia tidak menghentikan aktivitas perusakannya, maka setelah beberapa ratus tahun gangguan pada cangkang planet ini akan sangat signifikan sehingga semua kehidupan di planet ini akan mati. Contohnya adalah gurun Sahara yang sama, yang dulunya merupakan tanah subur di mana orang-orang primitif hidup.

Kesimpulan

Setiap saat cangkang Bumi saling bertukar komponennya. Mereka telah ada selama miliaran tahun, berinteraksi satu sama lain. Definisi litosfer, atmosfer, hidrosfer, biosfer diberikan di atas, dan sampai orang-orang memahami bahwa planet ini adalah organisme hidup, dan jika satu "organ" dikeluarkan darinya, seluruh tubuh segera menderita, maka kematian populasi hanya akan meningkat.

Mari kita telaah lebih detail komponen-komponen biosfer.

Kerak bumi - itu berubah dalam perjalanan waktu geologis cangkang keras, yang mana bagian atas litosfer Bumi. Sejumlah mineral di kerak bumi (batu kapur, kapur, fosfor, minyak, batu bara, dll.) muncul dari jaringan organisme mati. Ini adalah fakta paradoks bahwa organisme hidup yang relatif kecil dapat menyebabkan fenomena skala geologis, yang dijelaskan oleh kemampuan tertinggi mereka untuk bereproduksi. Misalnya, di bawah kondisi yang menguntungkan, virion kolera dapat membuat massa materi yang sama dengan massa kerak bumi hanya dalam 1,75 hari! Dapat diasumsikan bahwa di biosfer era sebelumnya, massa materi hidup yang sangat besar bergerak di sekitar planet ini, membentuk cadangan minyak, batu bara, dll. sebagai akibat dari kematian.

Biosfer ada dengan berulang kali menggunakan atom yang sama. Pada saat yang sama, bagian 10 elemen yang terletak di paruh pertama sistem periodik (oksigen - 29,5%, natrium, magnesium - 12,7%, aluminium, silikon - 15,2%, belerang, kalium, kalsium, besi - 34,6%) menyumbang 99% dari seluruh massa planet kita (massa Bumi adalah 5976 * 10 21 kg), dan 1% diperhitungkan oleh elemen lainnya. Namun, pentingnya unsur-unsur ini sangat besar - mereka memainkan peran penting dalam materi hidup.

DI DAN. Vernadsky membagi semua elemen biosfer menjadi 6 kelompok, yang masing-masing berfungsi fungsi tertentu dalam kehidupan biosfer. Grup pertama – gas inert (helium, kripton, neon, argon, xenon). Grup kedua – logam mulia (ruthenium, paladium, platinum, osmium, iridium, emas). Di kerak bumi, unsur-unsur kelompok ini secara kimiawi tidak aktif, massanya tidak signifikan (4,4 * 10 -4% dari massa kerak bumi), dan partisipasi dalam pembentukan materi hidup kurang dipelajari. Kelompok ketiga - lantanida (14 unsur kimia - logam) membentuk 0,02% dari massa kerak bumi dan perannya dalam biosfer belum dipelajari. Kelompok keempat – unsur radioaktif adalah sumber utama pembentukan panas internal Bumi dan mempengaruhi pertumbuhan organisme hidup (0,0015% dari massa kerak bumi). Beberapa elemen kelompok kelima - elemen yang tersebar (0,027% dari kerak bumi) - memainkan peran penting dalam kehidupan organisme (misalnya, yodium dan bromin). yang terbesar kelompok keenam merupakan elemen siklik , yang, setelah mengalami serangkaian transformasi dalam proses geokimia, kembali ke keadaan kimia aslinya. Golongan ini mencakup 13 unsur ringan (hidrogen, karbon, nitrogen, oksigen, natrium, magnesium, aluminium, silikon, fosfor, belerang, klorin, kalium, kalsium) dan satu unsur berat (besi).

biota Ini adalah totalitas dari semua jenis tumbuhan, hewan dan mikroorganisme. Biota adalah bagian aktif dari biosfer, yang menentukan semua reaksi kimia terpenting, sebagai akibatnya gas utama biosfer (oksigen, nitrogen, karbon monoksida, metana) dibuat dan hubungan kuantitatif dibuat di antara mereka. Biota terus menerus membentuk mineral biogenik dan mempertahankan komposisi kimia air laut yang konstan. Massanya tidak lebih dari 0,01% dari massa seluruh biosfer dan dibatasi oleh jumlah karbon di biosfer. Biomassa utama terdiri dari tanaman lahan hijau - sekitar 97%, dan biomassa hewan dan mikroorganisme - 3%.

Biota terutama terdiri dari unsur-unsur siklik. Yang sangat penting adalah peran unsur-unsur seperti karbon, nitrogen dan hidrogen, yang persentasenya dalam biota lebih tinggi daripada di kerak bumi (60 kali karbon, 10 kali nitrogen dan hidrogen). Gambar tersebut menunjukkan diagram siklus karbon tertutup. Hanya berkat sirkulasi unsur-unsur utama dalam siklus seperti itu (terutama karbon), keberadaan kehidupan di Bumi dimungkinkan.

Pencemaran litosfer. Kehidupan, biosfer dan mata rantai terpenting dalam mekanismenya - penutup tanah, biasa disebut bumi, merupakan keunikan planet kita di alam semesta. Dan dalam evolusi biosfer, dalam fenomena kehidupan di Bumi, pentingnya penutup tanah (daratan, perairan dangkal dan landas) sebagai cangkang planet khusus selalu meningkat.

Penutupan tanah adalah formasi alami yang paling penting. Perannya dalam kehidupan masyarakat ditentukan oleh fakta bahwa tanah merupakan sumber pangan utama, menyediakan 95-97% sumber pangan bagi penduduk dunia. Properti khusus penutup tanah - kesuburan , yang dipahami sebagai seperangkat sifat tanah yang menjamin hasil tanaman pertanian. Kesuburan alami tanah dikaitkan dengan pasokan nutrisi di dalamnya dan rezim air, udara, dan termalnya. Tanah menyediakan kebutuhan tanaman dalam air dan nutrisi nitrogen, menjadi agen paling penting dari aktivitas fotosintesis mereka. Kesuburan tanah juga tergantung pada jumlah tanah yang terakumulasi di dalamnya. energi matahari. Tutupan tanah termasuk dalam sistem biologis yang mengatur diri sendiri, yang merupakan bagian terpenting dari biosfer secara keseluruhan. Organisme hidup, tumbuhan dan hewan yang menghuni Bumi memperbaiki energi matahari dalam bentuk fito- atau zoomass. Produktivitas ekosistem terestrial tergantung pada keseimbangan panas dan air dari permukaan bumi, yang menentukan berbagai bentuk energi dan pertukaran materi dalam amplop geografis planet ini.

Perhatian khusus harus diberikan pada sumber daya lahan. Luas sumber daya lahan di dunia adalah 149 juta km2 atau 86,5% dari luas daratan. Lahan garapan dan perkebunan abadi sebagai bagian dari lahan pertanian saat ini menempati sekitar 15 juta km 2 (10% lahan), ladang jerami dan padang rumput - 37,4 juta km 2 (25%).Total luas lahan subur diperkirakan oleh berbagai peneliti dengan cara yang berbeda: dari 25 hingga 32 juta km 2. Sumber daya lahan planet ini memungkinkan untuk menyediakan lebih banyak makanan bagi orang daripada yang tersedia saat ini dan akan tersedia dalam waktu dekat. Namun, karena pertumbuhan penduduk, terutama di negara berkembang, jumlah lahan subur per kapita menurun. Bahkan 10-15 tahun yang lalu, ketahanan mental penduduk bumi dengan lahan garapan adalah 0,45-0,5 hektar, saat ini sudah 0,35-37 hektar.

Semua komponen bahan yang dapat digunakan dari litosfer yang digunakan dalam perekonomian sebagai bahan baku atau sumber energi disebut sumber daya mineral . Mineral dapat bijih jika logam diekstraksi darinya, dan bukan logam , jika komponen non-logam (fosfor, dll.) diekstraksi darinya atau digunakan sebagai bahan bangunan.

Jika kekayaan mineral digunakan sebagai bahan bakar (batubara, minyak, gas, serpih minyak, gambut, kayu, energi nuklir) dan sekaligus sebagai sumber energi pada mesin untuk menghasilkan uap dan listrik, maka disebut bahan bakar dan sumber energi .

Hidrosfer . Air menempati bagian utama dari biosfer bumi (71% dari permukaan bumi) dan membentuk sekitar 4% dari massa kerak bumi. Ketebalannya rata-rata 3,8 km, kedalaman rata-rata - 3554 m, luas: 1350 juta km 2 - lautan, 35 juta km 2 - air tawar.

Tanah air laut menyumbang 97% dari massa seluruh hidrosfer (2 * 10 21 kg). Peran laut dalam kehidupan biosfer sangat besar: reaksi kimia utama terjadi di dalamnya, yang menentukan produksi biomassa dan perawatan kimia lingkungan. Jadi, dalam 40 hari, lapisan air laut sepanjang lima ratus meter di permukaan melewati alat penyaringan plankton, oleh karena itu (dengan mempertimbangkan pencampuran) semua air laut di lautan mengalami pemurnian sepanjang tahun. Semua komponen hidrosfer (uap air atmosfer, air laut, sungai, danau, gletser, rawa, air tanah) terus bergerak dan diperbarui.

Air adalah dasar dari biota (materi hidup adalah 70% air) dan pentingnya dalam kehidupan biosfer sangat menentukan. Seseorang dapat menyebutkan seperti itu fungsi penting air seperti:

1. produksi biomassa;

2. pemurnian kimia biosfer;

3. memastikan keseimbangan karbon;

4. stabilisasi iklim (air memainkan peran penyangga dalam proses termal di planet ini).

Pentingnya lautan dunia terletak pada kenyataan bahwa ia menghasilkan hampir setengah dari total oksigen di atmosfer dengan fitoplanktonnya, yaitu. adalah semacam "paru-paru" planet ini. Pada saat yang sama, tanaman dan mikroorganisme laut dalam proses fotosintesis berasimilasi secara signifikan setiap tahun paling karbon dioksida dari tanaman di darat menyerap.

organisme hidup di laut – hidrobionat - dibagi menjadi tiga kelompok ekologi utama: plankton, nekton dan benthos. Plankton - satu set mengambang pasif dan portabel arus laut tumbuhan (fitoplankton), organisme hidup (zooplankton), dan bakteri (bakterioplankton). Nekton - ini adalah sekelompok organisme hidup yang berenang aktif bergerak dalam jarak yang cukup jauh (ikan, cetacea, anjing laut, ular laut dan kura-kura, cumi-cumi gurita, dll.). Bentos - ini adalah organisme yang hidup di dasar laut: sessile (karang, ganggang, spons); menggali (cacing, moluska); merangkak (krustasea, echinodermata); mengambang bebas di bagian bawah. Daerah pesisir samudera dan lautan adalah yang terkaya di benthos.

Lautan adalah sumber sumber daya mineral yang sangat besar. Sudah, minyak, gas, 90% bromin, 60% magnesium, 30% garam, dll. sedang diekstraksi darinya. Lautan memiliki cadangan emas, platinum, fosfor, oksida besi dan mangan yang sangat besar, dan mineral lainnya. Tingkat penambangan di laut terus meningkat.

Pencemaran hidrosfer. Di banyak wilayah di dunia, keadaan badan air sangat memprihatinkan. Polusi sumber air Bukan tanpa alasan kini dianggap sebagai ancaman paling serius bagi lingkungan. Jaringan sungai sebenarnya berfungsi sebagai sistem saluran pembuangan alami peradaban modern.

Yang paling tercemar adalah laut pedalaman. Mereka memiliki garis pantai yang lebih panjang dan karena itu lebih rentan terhadap polusi. Akumulasi pengalaman perjuangan untuk kemurnian laut menunjukkan bahwa ini adalah tugas yang jauh lebih sulit daripada melindungi sungai dan danau.

Proses terjadinya pencemaran air disebabkan oleh berbagai faktor. Yang utama adalah: 1) pembuangan air limbah yang tidak diolah ke badan air; 2) pembilasan pestisida dengan curah hujan yang tinggi; 3) emisi gas dan asap; 4) kebocoran minyak dan produk minyak.

Kerugian terbesar pada badan air disebabkan oleh pelepasan air limbah yang tidak diolah ke dalamnya - industri, domestik, kolektor dan drainase, dll. Air limbah industri mencemari ekosistem dengan berbagai komponen, tergantung pada spesifikasi industri.

tingkat polusi laut Rusia(dengan pengecualian laut Putih), menurut laporan Negara “Tentang keadaan lingkungan Federasi Rusia", pada tahun 1998. melebihi MPC untuk kandungan hidrokarbon, logam berat, merkuri; surfaktan (surfaktan) rata-rata 3-5 kali.

Masuknya polusi ke dasar laut memiliki dampak serius pada sifat proses biokimia. Dalam hal ini, penilaian keamanan lingkungan dalam ekstraksi mineral yang direncanakan dari dasar laut, terutama nodul besi-mangan yang mengandung mangan, tembaga, kobalt dan logam berharga lainnya, sangat penting. Dalam proses menyapu bagian bawah, kemungkinan besar kehidupan di dasar laut akan hancur untuk waktu yang lama, dan masuknya zat yang diekstraksi dari dasar ke permukaan dapat berdampak buruk pada atmosfer udara di wilayah tersebut.

Volume besar Samudra Dunia bersaksi tentang tidak habisnya sumber daya alam planet ini. Selain itu, lautan adalah kolektor perairan sungai daratan, setiap tahun mengambil sekitar 39 ribu km 3 air. Polusi yang muncul di Samudra Dunia mengancam untuk mengganggu proses alami sirkulasi uap air di mata rantai paling kritisnya - penguapan dari permukaan laut.

Dalam Kode Air Federasi Rusia, konsep " sumber air ” didefinisikan sebagai “cadangan permukaan dan air tanah terletak di badan air yang digunakan atau dapat digunakan. Air adalah komponen lingkungan yang paling penting, sumber daya alam yang terbarukan, terbatas dan rentan, digunakan dan dilindungi di Federasi Rusia sebagai dasar kehidupan dan aktivitas masyarakat yang tinggal di wilayahnya, memastikan kesejahteraan ekonomi, sosial, lingkungan- keberadaan populasi, keberadaan flora dan fauna.

Setiap badan air atau sumber air dikaitkan dengan lingkungan luarnya. Hal ini dipengaruhi oleh kondisi pembentukan limpasan air permukaan atau bawah tanah, berbagai fenomena alam, industri, konstruksi industri dan kota, transportasi, kegiatan ekonomi dan domestik. Konsekuensi dari pengaruh ini adalah pengenalan ke lingkungan akuatik zat baru yang tidak biasa - polutan yang menurunkan kualitas air. Pencemaran yang memasuki lingkungan perairan diklasifikasikan dengan cara yang berbeda, tergantung pada pendekatan, kriteria dan tugas. Jadi, biasanya mengalokasikan polusi kimia, fisik dan biologis. Pencemaran kimia adalah perubahan sifat kimia alami air akibat peningkatan kandungan kotoran berbahaya baik anorganik (garam mineral, asam, alkali, partikel tanah liat) dan alam organik(minyak dan produk minyak, residu organik, surfaktan, pestisida) .

Meski menghabiskan dana besar untuk pembangunan fasilitas pengolahan, banyak sungai yang masih kotor, terutama di daerah perkotaan. Proses polusi bahkan telah menyentuh lautan. Dan ini sepertinya tidak mengejutkan, karena semua terperangkap di sungai polutan akhirnya bergegas ke laut dan mencapainya jika sulit terurai.

Konsekuensi lingkungan dari pencemaran ekosistem laut dinyatakan dalam proses dan fenomena berikut:

pelanggaran terhadap stabilitas ekosistem;

eutrofikasi progresif;

munculnya "pasang merah";

akumulasi racun kimia dalam biota;

penurunan produktivitas biologis;

terjadinya mutagenesis dan karsinogenesis di lingkungan laut;

pencemaran mikrobiologis dari wilayah pesisir dunia.

Melindungi ekosistem perairan merupakan masalah yang kompleks dan sangat penting. Untuk itu, berikut ini tindakan perlindungan lingkungan:

– pengembangan teknologi bebas limbah dan bebas air; pengenalan sistem daur ulang air;

– pengolahan air limbah (industri, kota, dll.);

- injeksi limbah ke akuifer dalam;

- pembersihan dan desinfeksi permukaan air digunakan untuk suplai air dan keperluan lainnya.

Pencemar utama air permukaan adalah air limbah, oleh karena itu, pengembangan dan penerapan metode pengolahan air limbah yang efektif adalah tugas yang sangat mendesak dan penting bagi lingkungan. Cara paling efektif untuk melindungi air permukaan dari pencemaran oleh limbah adalah pengembangan dan penerapan teknologi produksi anhidrat dan bebas limbah, yang tahap awalnya adalah menciptakan pasokan air yang bersirkulasi.

Saat mengatur sistem pasokan air daur ulang, itu mencakup sejumlah fasilitas dan instalasi pengolahan, yang memungkinkan untuk membuat siklus tertutup untuk penggunaan air limbah industri dan domestik. Dengan metode pengolahan air ini, air limbah selalu beredar dan masuknya mereka ke badan air permukaan sama sekali tidak termasuk.

Karena berbagai macam komposisi air limbah, ada: berbagai cara pemurniannya: mekanis, fisiko-kimia, kimia, biologi, dll. Tergantung pada tingkat bahaya dan sifat pencemaran, pengolahan air limbah dapat dilakukan dengan salah satu metode atau serangkaian metode (metode gabungan). Proses pengolahan melibatkan pengolahan lumpur (atau kelebihan biomassa) dan desinfeksi air limbah sebelum dibuang ke reservoir.

Dalam beberapa tahun terakhir, metode baru yang efektif telah dikembangkan secara aktif yang berkontribusi pada keramahan lingkungan dari proses pengolahan air limbah:

– metode elektrokimia berdasarkan proses oksidasi anodik dan reduksi katodik, elektrokoagulasi dan elektroflotasi;

– proses pemurnian membran (ultrafilter, elektrodialisis, dan lain-lain);

- perawatan magnetik, yang meningkatkan flotasi partikel tersuspensi;

- pemurnian radiasi air, yang memungkinkan polutan mengalami oksidasi, koagulasi, dan dekomposisi dalam waktu sesingkat mungkin;

- ozonasi, di mana air limbah tidak membentuk zat yang mempengaruhi proses biokimia alami;

- pengenalan jenis selektif baru untuk pemisahan selektif komponen yang berguna dari air limbah untuk tujuan daur ulang, dan lain-lain.

Diketahui bahwa pestisida dan pupuk yang terbawa aliran permukaan dari lahan pertanian berperan dalam pencemaran badan air. Untuk mencegah masuknya limbah pencemar ke badan air, diperlukan serangkaian tindakan, termasuk:

kepatuhan terhadap norma dan ketentuan penggunaan pupuk dan pestisida;

pengobatan fokus dan pita dengan pestisida, bukan terus menerus;

aplikasi pupuk dalam bentuk butiran dan, jika mungkin, bersama dengan air irigasi;

penggantian pestisida dengan metode biologis perlindungan tanaman.

Langkah-langkah untuk perlindungan perairan dan laut dan Samudra Dunia adalah untuk menghilangkan penyebab penurunan kualitas dan pencemaran perairan. Tindakan khusus untuk mencegah pencemaran air laut harus dipertimbangkan dalam eksplorasi dan pengembangan ladang minyak dan gas di landas kontinen. Seharusnya ada larangan penguburan zat beracun di laut, pertahankan moratorium pengujian senjata nuklir.

Suasana - lingkungan udara di sekitar Bumi, massanya sekitar 5,15 * 10 18 kg. Ini memiliki struktur berlapis dan terdiri dari beberapa bidang, di antaranya ada lapisan transisi - jeda. Di dalam bola, jumlah udara dan suhu berubah.

Tergantung pada distribusi suhu, atmosfer dibagi menjadi:

– troposfer (panjangnya tingginya di garis lintang tengah adalah 10-12 km di atas permukaan laut, di kutub - 7-10, di atas khatulistiwa - 16-18 km, lebih dari 4/5 massa atmosfer bumi terkonsentrasi di sini ; karena pemanasan permukaan bumi yang tidak merata dalam arus udara vertikal yang kuat terbentuk di troposfer, ketidakstabilan suhu, kelembaban relatif, tekanan dicatat, suhu udara di troposfer berkurang ketinggiannya sebesar 0,6 ° C untuk setiap 100 m dan berkisar dari +40 hingga -50 ° C);

– stratosfir (memiliki panjang sekitar 40 km, udara di dalamnya jarang, kelembabannya rendah, suhu udara dari -50 hingga 0 ° C pada ketinggian sekitar 50 km; di stratosfer, di bawah pengaruh radiasi kosmik dan bagian gelombang pendek dari radiasi ultraviolet matahari, molekul udara terionisasi, menghasilkan pembentukan lapisan ozon yang terletak di ketinggian 25-40 km);

– mesosfer (dari 0 hingga -90 o C pada ketinggian 50-55 km);

– termosfer (dicirikan oleh peningkatan suhu yang terus menerus dengan meningkatnya ketinggian - pada ketinggian 200 km 500 ° C, dan pada ketinggian 500-600 km melebihi 1500 ° C; di termosfer, gas sangat langka, molekulnya bergerak dengan kecepatan tinggi, tetapi jarang bertabrakan satu sama lain dan karenanya tidak dapat menyebabkan sedikit pemanasan pada tubuh yang terletak di sini);

– eksosfer (dari beberapa ratus km).

Pemanasan yang tidak merata berkontribusi pada sirkulasi umum atmosfer, yang memengaruhi cuaca dan iklim Bumi.

Komposisi gas atmosfer adalah sebagai berikut: nitrogen (79,09%), oksigen (20,95%), argon (0,93%), karbon dioksida (0,03%) dan sejumlah kecil gas inert (helium, neon, kripton, xenon ) , amonia, metana, hidrogen, dll. . Lapisan atmosfer yang lebih rendah (20 km) mengandung uap air, yang jumlahnya berkurang dengan cepat dengan ketinggian. Pada ketinggian 110-120 km, hampir semua oksigen menjadi atom. Diasumsikan bahwa di atas 400-500 km dan nitrogen dalam keadaan atom. Komposisi oksigen-nitrogen bertahan kira-kira sampai ketinggian 400-600 km. Lapisan ozon, yang melindungi organisme hidup dari radiasi gelombang pendek yang berbahaya, terletak di ketinggian 20-25 km. Di atas 100 km, proporsi gas ringan meningkat, dan pada ketinggian yang sangat tinggi, helium dan hidrogen mendominasi; bagian dari molekul gas terurai menjadi atom dan ion, membentuk ionosfir . Tekanan dan kepadatan udara berkurang dengan ketinggian.

Polusi udara. Atmosfer memiliki dampak besar pada proses biologis di darat dan di badan air. Oksigen yang terkandung di dalamnya digunakan dalam proses respirasi organisme dan selama mineralisasi bahan organik, karbon dioksida dikonsumsi selama fotosintesis oleh tanaman autotrofik, dan ozon mengurangi radiasi ultraviolet matahari yang berbahaya bagi organisme. Selain itu, atmosfer berkontribusi pada pelestarian panas bumi, mengatur iklim, merasakan produk metabolisme gas, mengangkut uap air di sekitar planet ini, dll. Tanpa atmosfer, keberadaan organisme kompleks tidak mungkin. Oleh karena itu, isu-isu pencegahan polusi udara selalu dan tetap relevan.

Untuk menilai komposisi dan pencemaran atmosfer, digunakan konsep konsentrasi (C, mg/m 3).

Udara alami murni memiliki komposisi sebagai berikut (dalam % vol): nitrogen 78,8%; oksigen 20,95%; argon 0,93%; CO2 0,03%; gas lainnya 0,01%. Diyakini bahwa komposisi seperti itu harus sesuai dengan udara pada ketinggian 1 m di atas permukaan laut jauh dari pantai.

Adapun semua komponen biosfer lainnya, ada dua sumber utama pencemaran atmosfer: alami dan antropogenik (buatan). Seluruh klasifikasi sumber polusi dapat direpresentasikan sesuai dengan diagram struktural di atas: industri, transportasi, energi adalah sumber utama polusi udara. Menurut sifat dampaknya terhadap biosfer, polutan atmosfer dapat dibagi menjadi 3 kelompok: 1) mempengaruhi pemanasan iklim global; 2) merusak biota; 3) merusak lapisan ozon.

Mari kita perhatikan karakteristik singkat dari beberapa polutan atmosfer.

Untuk polutan kelompok pertama harus mencakup CO 2, dinitrogen oksida, metana, freon. Ke dalam ciptaan efek rumah kaca » Kontributor utama adalah karbon dioksida, yang meningkat sebesar 0,4% setiap tahun (untuk lebih lanjut tentang efek rumah kaca, lihat bab 3.3). Dibandingkan dengan pertengahan abad XIX, kandungan CO 2 meningkat 25%, nitrous oxide sebesar 19%.

Freon – senyawa kimia, tidak biasa untuk atmosfer, digunakan sebagai zat pendingin - bertanggung jawab atas 25% efek rumah kaca di tahun 90-an. Perhitungan menunjukkan bahwa, terlepas dari Perjanjian Montreal tahun 1987. tentang pembatasan penggunaan freon, pada tahun 2040. konsentrasi freon utama akan meningkat secara signifikan (klorofluorokarbon dari 11 menjadi 77%, klorofluorokarbon - dari 12 menjadi 66%), yang akan menyebabkan peningkatan efek rumah kaca sebesar 20%. Peningkatan kandungan metana di atmosfer tidak signifikan, tetapi kontribusi spesifik gas ini sekitar 25 kali lebih tinggi daripada karbon dioksida. Jika Anda tidak menghentikan aliran gas "rumah kaca" ke atmosfer, suhu tahunan rata-rata di Bumi pada akhir abad ke-21 akan naik rata-rata 2,5-5 ° C. Hal ini diperlukan: untuk mengurangi pembakaran bahan bakar hidrokarbon dan deforestasi. Yang terakhir ini berbahaya, selain menyebabkan peningkatan karbon di atmosfer, juga akan menyebabkan penurunan kapasitas asimilasi biosfer.

Untuk polutan kelompok kedua harus mencakup sulfur dioksida, padatan tersuspensi, ozon, karbon monoksida, oksida nitrat, hidrokarbon. Dari zat-zat ini dalam bentuk gas, sulfur dioksida dan nitrogen oksida menyebabkan kerusakan terbesar pada biosfer, yang dalam prosesnya reaksi kimia diubah menjadi kristal kecil garam asam sulfat dan asam nitrat. Masalah yang paling akut adalah pencemaran udara dengan zat yang mengandung belerang. Sulfur dioksida berbahaya bagi tanaman. Memasuki daun selama respirasi, SO2 menghambat aktivitas vital sel. Dalam hal ini, daun tanaman pertama-tama ditutupi dengan bintik-bintik coklat, dan kemudian mengering.

Sulfur dioksida dan senyawa lainnya mengiritasi selaput lendir mata dan saluran pernapasan. Sepanjang masa konsentrasi rendah SO 2 menyebabkan gastritis kronis, hepatopati, bronkitis, radang tenggorokan dan penyakit lainnya. Ada bukti hubungan antara kandungan SO2 di udara dengan tingkat kematian akibat kanker paru-paru.

Di atmosfer, SO2 dioksidasi menjadi SO3. Oksidasi terjadi secara katalitik di bawah pengaruh jejak logam, terutama mangan. Selain itu, gas SO 2 dan terlarut dalam air dapat dioksidasi dengan ozon atau hidrogen peroksida. Menggabungkan dengan air, bentuk SO3 asam sulfat, yang membentuk sulfat dengan logam yang ada di atmosfer. Efek biologis dari asam sulfat pada konsentrasi yang sama lebih nyata dibandingkan dengan SO 2 . Sulfur dioksida ada di atmosfer dari beberapa jam hingga beberapa hari, tergantung pada kelembaban dan kondisi lainnya.

Secara umum, aerosol garam dan asam menembus ke dalam jaringan sensitif paru-paru, menghancurkan hutan dan danau, mengurangi panen, menghancurkan bangunan, monumen arsitektur dan arkeologi. Materi partikulat tersuspensi menimbulkan bahaya kesehatan masyarakat yang lebih besar daripada aerosol asam. Pada dasarnya, inilah bahaya kota-kota besar. Padatan yang sangat berbahaya ditemukan dalam gas buang mesin diesel dan mesin bensin dua langkah. Sebagian besar partikel di udara berasal dari industri. negara maju berhasil ditangkap dengan berbagai cara teknis.

Ozon di lapisan permukaan muncul sebagai hasil interaksi hidrokarbon yang terbentuk selama pembakaran bahan bakar yang tidak sempurna di mesin mobil dan dilepaskan selama banyak proses produksi, dengan nitrogen oksida. Ini adalah salah satu polutan paling berbahaya yang mempengaruhi sistem pernapasan. Ini paling intens dalam cuaca panas.

Karbon monoksida, nitrogen oksida dan hidrokarbon terutama memasuki atmosfer dengan gas buang kendaraan. Semua senyawa kimia ini memiliki efek yang merusak ekosistem pada konsentrasi yang bahkan lebih rendah dari yang diizinkan bagi manusia, yaitu: mereka mengasamkan cekungan air, membunuh organisme hidup di dalamnya, menghancurkan hutan, dan mengurangi hasil panen (ozon sangat berbahaya). Studi di Amerika Serikat telah menunjukkan bahwa konsentrasi ozon saat ini mengurangi hasil sorgum dan jagung sebesar 1%, kapas dan kedelai sebesar 7%, dan alfalfa lebih dari 30%.

Dari polutan yang merusak lapisan ozon stratosfer, freon, senyawa nitrogen, knalpot pesawat supersonik dan roket harus diperhatikan.

Fluorochlorohydrocarbons, yang banyak digunakan sebagai refrigeran, dianggap sebagai sumber utama klorin di atmosfer. Mereka digunakan tidak hanya di unit pendingin, tetapi juga di banyak kaleng aerosol rumah tangga dengan cat, pernis, insektisida. Molekul freon bersifat resisten dan dapat diangkut hampir tidak berubah dengan massa atmosfer dalam jarak yang jauh. Pada ketinggian 15–25 km (zona kandungan ozon maksimum), mereka terpapar sinar ultraviolet dan terurai untuk membentuk atom klorin.

Telah ditetapkan bahwa selama dekade terakhir, hilangnya lapisan ozon sebesar 12-15% di kutub dan 4-8% di garis lintang tengah. Pada tahun 1992, hasil yang menakjubkan ditetapkan: daerah dengan hilangnya lapisan ozon hingga 45% ditemukan di garis lintang Moskow. Sudah sekarang, karena peningkatan insolasi ultraviolet, ada penurunan hasil di Australia dan Selandia Baru, peningkatan kanker kulit.

Substansi teknogenik dari biosfer yang memiliki efek berbahaya pada biota diklasifikasikan sebagai berikut (diberikan klasifikasi umum yang berlaku tidak hanya untuk zat gas) . Menurut tingkat bahaya, semua zat berbahaya dibagi menjadi empat kelas (Tabel 2):

I - zat yang sangat berbahaya;

II - zat yang sangat berbahaya;

III - zat yang cukup berbahaya;

IV - zat berbahaya rendah.

Penugasan zat berbahaya ke kelas bahaya dilakukan sesuai dengan indikator, yang nilainya sesuai dengan kelas bahaya tertinggi.

Di sini: A) adalah konsentrasi yang, selama pekerjaan sehari-hari (kecuali akhir pekan) selama 8 jam, atau durasi lain, tetapi tidak lebih dari 41 jam seminggu, selama seluruh pengalaman kerja tidak dapat menyebabkan penyakit atau penyimpangan dalam keadaan kesehatan yang terdeteksi oleh metode penelitian modern dalam proses kerja atau dalam periode kehidupan yang jauh dari generasi sekarang dan selanjutnya;

B) - dosis zat yang menyebabkan kematian 50% hewan dengan satu suntikan ke perut;

C) - dosis zat yang menyebabkan kematian 50% hewan dengan satu aplikasi ke kulit;

D) - konsentrasi zat di udara, menyebabkan kematian 50% hewan dengan paparan inhalasi 2-4 jam;

E) - rasio konsentrasi maksimum zat berbahaya yang diizinkan di udara pada 20 ° C dengan konsentrasi mematikan rata-rata untuk tikus;

E) - rasio konsentrasi mematikan rata-rata zat berbahaya dengan konsentrasi minimum (ambang) yang menyebabkan perubahan indikator biologis pada tingkat seluruh organisme, di luar batas reaksi fisiologis adaptif;

G) - Rasio konsentrasi minimum (ambang) yang menyebabkan perubahan parameter biologis pada tingkat organisme secara keseluruhan, di luar batas reaksi fisiologis adaptif, dengan konsentrasi (ambang) minimum yang menyebabkan efek berbahaya pada penyakit kronis percobaan selama 4 jam, 5 kali seminggu selama minimal 4 -x bulan.

Tabel 2 Klasifikasi zat berbahaya

Indikator	Norma untuk kelas bahaya
(A) Konsentrasi maksimum yang diizinkan (MPC) zat berbahaya di udara area kerja, mg / m 3
(B) Rata-rata dosis mematikan saat disuntikkan ke perut (MAD), mg/kg				lebih dari 5000
(B) Rata-rata dosis mematikan bila diterapkan pada kulit (MTD), mg/kg				lebih dari 2500
(D) Rata-rata konsentrasi mematikan di udara (TLC), mg/m 3				lebih dari 50000
(E) Rasio Kemungkinan Keracunan Inhalasi (POI)
(E) Zona tindakan akut (ZAZ)
(G) Zona kronis (ZZhA)	lebih dari 10,0

Bahaya polutan atmosfer bagi kesehatan manusia tidak hanya bergantung pada kandungannya di udara, tetapi juga pada kelas bahayanya. Untuk penilaian komparatif atmosfer kota, wilayah, dengan mempertimbangkan kelas bahaya polutan, indeks polusi udara digunakan.

Indeks polusi udara tunggal dan kompleks dapat dihitung untuk interval waktu yang berbeda - selama sebulan, setahun. Pada saat yang sama, konsentrasi rata-rata bulanan dan tahunan rata-rata polutan digunakan dalam perhitungan.

Untuk polutan yang MPCsnya belum ditetapkan ( konsentrasi maksimum yang diijinkan ), ditetapkan perkiraan tingkat paparan yang aman (LEMBARAN). Sebagai aturan, ini dijelaskan oleh fakta bahwa tidak ada pengalaman yang diperoleh dalam penggunaannya, yang cukup untuk menilai konsekuensi jangka panjang dari dampaknya terhadap populasi. Jika dalam proses teknologi zat dilepaskan dan memasuki lingkungan udara yang tidak memiliki MPC atau SHEL yang disetujui, perusahaan diharuskan untuk mengajukan ke badan teritorial Kementerian Sumber Daya Alam untuk menetapkan standar sementara. Selain itu, untuk beberapa zat yang mencemari udara dari waktu ke waktu, MPC hanya dibuat satu kali (misalnya, untuk formalin).

Untuk beberapa logam berat, tidak hanya kandungan harian rata-rata di udara atmosfer (MPC ss) yang dinormalisasi, tetapi juga konsentrasi maksimum yang diizinkan selama pengukuran tunggal (MPC rz) di udara area kerja (misalnya, untuk timbal - MPC ss = 0,0003 mg / m 3, dan MPC pz \u003d 0,01 mg / m 3).

Konsentrasi debu dan pestisida yang diizinkan di udara atmosfer juga distandarisasi. Jadi, untuk debu yang mengandung silikon dioksida, MPC tergantung pada kandungan SiO 2 bebas di dalamnya; ketika kandungan SiO 2 berubah dari 70% menjadi 10%, MPC berubah dari 1 mg/m 3 menjadi 4,0 mg/m 3 .

Beberapa zat memiliki efek berbahaya searah, yang disebut efek penjumlahan (misalnya, aseton, akrolein, anhidrida ftalat - grup 1).

Pencemaran atmosfer antropogenik dapat dicirikan oleh durasi kehadirannya di atmosfer, tingkat peningkatan kandungannya, skala pengaruh, sifat pengaruhnya.

Durasi kehadiran zat yang sama berbeda di troposfer dan stratosfer. Jadi, CO 2 hadir di troposfer selama 4 tahun, dan di stratosfer - 2 tahun, ozon - 30-40 hari di troposfer, dan 2 tahun di stratosfer, dan oksida nitrat - 150 tahun (baik di sana maupun di sana) .

Tingkat akumulasi pencemaran di atmosfer berbeda (mungkin terkait dengan kapasitas pemanfaatan biosfer). Jadi kandungan CO 2 meningkat sebesar 0,4% per tahun, dan nitrogen oksida - sebesar 0,2% per tahun.

Prinsip dasar regulasi higienis polutan atmosfer.

Standarisasi higienis polusi atmosfer didasarkan pada hal-hal berikut: kriteria bahaya pencemaran atmosfer :

1. Hanya konsentrasi suatu zat di udara atmosfer yang dapat diakui sebagai diizinkan, yang tidak memiliki efek berbahaya dan tidak menyenangkan langsung atau tidak langsung pada seseorang, tidak mengurangi kapasitas kerjanya, tidak mempengaruhi kesejahteraannya dan suasana hati.

2. Kecanduan zat berbahaya harus dianggap sebagai momen yang tidak menguntungkan dan bukti tidak dapat diterimanya konsentrasi yang dipelajari.

3. Konsentrasi zat berbahaya yang berdampak buruk pada vegetasi, iklim daerah, transparansi atmosfer dan kondisi kehidupan penduduk tidak dapat diterima.

Solusi dari masalah konten yang diizinkan dari polusi atmosfer didasarkan pada gagasan adanya ambang batas dalam tindakan polusi.

Ketika secara ilmiah membuktikan MPC zat berbahaya di udara atmosfer, prinsip indikator pembatas digunakan (penjatahan menurut indikator yang paling sensitif). Jadi, jika baunya dirasakan pada konsentrasi yang tidak menimbulkan efek berbahaya bagi tubuh manusia dan lingkungan, maka penjatahan dilakukan dengan memperhatikan ambang batas penciuman. Jika suatu zat memiliki efek berbahaya pada lingkungan dalam konsentrasi yang lebih rendah, maka selama regulasi higienis, ambang batas aksi zat ini terhadap lingkungan diperhitungkan.

Untuk zat yang mencemari udara atmosfer, dua standar telah ditetapkan di Rusia: MPC harian satu kali dan rata-rata.

MPC satu kali maksimum diatur untuk mencegah reaksi refleks pada manusia (indera penciuman, perubahan aktivitas bioelektrik otak, sensitivitas cahaya mata, dll.) dengan paparan jangka pendek (hingga 20 menit) ke atmosfer polusi, dan rata-rata harian diatur untuk mencegah pengaruh resorptif (toksik umum, mutagenik, karsinogenik, dll.).

Dengan demikian, semua komponen biosfer mengalami pengaruh teknogenik yang sangat besar dari manusia. Saat ini, ada banyak alasan untuk berbicara tentang teknosfer sebagai "bidang yang tidak masuk akal".

Pertanyaan untuk pengendalian diri

1. Klasifikasi kelompok unsur-unsur biosfer V.I. Vernadsky.

2. Faktor apa saja yang menentukan kesuburan tanah?

3. Apa itu "hidrosfer"? Distribusi dan peran air di alam.

4. Dalam bentuk apa kotoran berbahaya yang ada dalam air limbah, dan bagaimana hal ini mempengaruhi pilihan metode pengolahan air limbah?

5. Ciri khas lapisan atmosfer yang berbeda.

6. Konsep zat berbahaya. Kelas bahaya zat berbahaya.

7. Apa itu MPC? Satuan pengukuran MPC di udara dan di air. Di mana MPC zat berbahaya dikendalikan?

8. Bagaimana sumber emisi dan emisi zat berbahaya ke atmosfer dibagi?

3.3 Sirkulasi zat di biosfer . Siklus karbon biosfer. Efek rumah kaca: mekanisme terjadinya dan kemungkinan konsekuensi.

Proses fotosintesis zat organik berlangsung selama ratusan juta tahun. Tetapi karena Bumi adalah tubuh fisik yang terbatas, setiap unsur kimia juga terbatas secara fisik. Selama jutaan tahun, mereka tampaknya akan kelelahan. Namun, ini tidak terjadi. Selain itu, manusia terus-menerus mengintensifkan proses ini, meningkatkan produktivitas ekosistem yang telah ia ciptakan.

Semua zat di planet kita sedang dalam proses sirkulasi zat biokimia. Ada 2 sirkuit utama besar atau geologi dan kecil atau kimia.

sirkuit besar berlangsung selama jutaan tahun. Itu terletak pada kenyataan bahwa batu tunduk pada kehancuran, produk kehancuran terbawa oleh aliran air ke lautan atau sebagian kembali ke daratan bersama dengan curah hujan. Proses penurunan benua dan pengangkatan dasar laut untuk waktu yang lama menyebabkan kembalinya zat-zat ini ke daratan. Dan prosesnya dimulai lagi.

Sirkuit kecil , menjadi bagian dari yang lebih besar, terjadi pada tingkat ekosistem dan terletak pada kenyataan bahwa nutrisi tanah, air, karbon terakumulasi dalam materi tanaman, dihabiskan untuk membangun tubuh dan proses kehidupan. Produk penguraian mikroflora tanah terurai lagi menjadi komponen mineral yang tersedia bagi tanaman dan sekali lagi terlibat dalam aliran materi.

Peredaran zat kimia dari lingkungan anorganik melalui tumbuhan dan hewan kembali ke lingkungan anorganik menggunakan energi matahari dari reaksi kimia disebut siklus biokimia .

Mekanisme evolusi yang kompleks di Bumi ditentukan oleh unsur kimia "karbon". Karbon - bagian integral dari batuan dan dalam bentuk karbon dioksida terkandung di bagian udara atmosfer. Sumber CO2 adalah gunung berapi, respirasi, Kebakaran hutan, pembakaran bahan bakar, industri, dll.

Atmosfer secara intensif menukar karbon dioksida dengan lautan dunia, di mana ia 60 kali lebih banyak daripada di atmosfer, karena. CO 2 sangat larut dalam air (semakin rendah suhu, semakin tinggi kelarutannya, yaitu lebih banyak di lintang rendah). Lautan bertindak seperti pompa raksasa: ia menyerap CO 2 di daerah dingin dan sebagian "menghembuskannya" di daerah tropis.

Kelebihan karbon monoksida di laut bergabung dengan air untuk membentuk asam karbonat. Menggabungkan dengan kalsium, kalium, natrium, ia membentuk senyawa stabil dalam bentuk karbonat, yang mengendap di bagian bawah.

Fitoplankton di laut menyerap karbon dioksida selama fotosintesis. Organisme mati jatuh ke dasar dan menjadi bagian dari batuan sedimen. Hal ini menunjukkan interaksi sirkulasi besar dan kecil zat.

Karbon dari molekul CO2 selama fotosintesis termasuk dalam komposisi glukosa, dan kemudian dalam komposisi senyawa yang lebih kompleks dari mana tanaman dibangun. Selanjutnya, mereka ditransfer sepanjang rantai makanan dan membentuk jaringan semua organisme hidup lainnya dalam ekosistem dan dikembalikan ke lingkungan sebagai bagian dari CO2.

Karbon juga ada dalam minyak dan batu bara. Dengan membakar bahan bakar, seseorang juga melengkapi siklus karbon yang terkandung dalam bahan bakar - begini caranya bioteknis siklus karbon.

Massa karbon yang tersisa ditemukan dalam endapan karbonat di dasar laut (1,3-10t), dalam batuan kristal (1-10t), dalam batu bara dan minyak (3,4-10t). Karbon ini mengambil bagian dalam siklus ekologi. Kehidupan di Bumi dan keseimbangan gas di atmosfer dipertahankan oleh jumlah karbon yang relatif kecil (5-10 ton).

Ada pendapat yang tersebar luas bahwa pemanasan global dan konsekuensinya mengancam kita karena pembangkitan panas industri. Artinya, semua energi yang dikonsumsi dalam kehidupan sehari-hari, industri dan transportasi memanaskan Bumi dan atmosfer. Namun, perhitungan paling sederhana menunjukkan bahwa pemanasan Bumi oleh Matahari jauh lebih tinggi daripada hasil aktivitas manusia.

Para ilmuwan juga menganggap peningkatan konsentrasi karbon dioksida di atmosfer bumi sebagai kemungkinan penyebab pemanasan global. Dialah yang menyebabkan apa yang disebut « efek rumah kaca ».

Apa efek rumah kaca ? Fenomena ini sangat sering kita jumpai. Diketahui bahwa pada suhu siang hari yang sama, suhu malam hari berbeda, tergantung pada keadaan mendung. Keadaan mendung menutupi bumi seperti selimut, dan malam berawan 5-10 derajat lebih hangat daripada malam tanpa awan pada suhu siang hari yang sama. Namun, jika awan, yang merupakan tetesan air terkecil, tidak membiarkan panas lewat baik di luar maupun dari Matahari ke Bumi, maka karbon dioksida bekerja seperti dioda - panas dari Matahari datang ke Bumi, tetapi tidak kembali.

Umat ​​manusia menghabiskan sejumlah besar sumber daya alam, membakar lebih banyak bahan bakar fosil, akibatnya persentase karbon dioksida di atmosfer meningkat, dan tidak dilepaskan ke luar angkasa. radiasi infra merah dari permukaan bumi yang panas, menciptakan " efek rumah kaca". Konsekuensi dari peningkatan lebih lanjut dalam konsentrasi karbon dioksida di atmosfer mungkin adalah pemanasan global dan peningkatan suhu Bumi, yang, pada gilirannya, akan menyebabkan konsekuensi seperti pencairan gletser dan kenaikan level. lautan dunia dengan puluhan bahkan ratusan meter, banyak kota pesisir dunia.

Ini adalah skenario yang mungkin untuk perkembangan peristiwa dan konsekuensi dari pemanasan global, yang penyebabnya adalah efek rumah kaca. Namun, bahkan jika semua gletser Antartika dan Greenland mencair, permukaan laut dunia akan naik maksimum 60 meter. Tetapi ini adalah kasus hipotetis yang ekstrem, yang hanya dapat terjadi dengan mencairnya gletser Antartika secara tiba-tiba. Dan untuk ini, suhu positif harus ditetapkan di Antartika, yang hanya dapat menjadi konsekuensi dari bencana skala planet (misalnya, perubahan kemiringan sumbu bumi).

Di antara para pendukung "bencana rumah kaca" tidak ada suara bulat tentang kemungkinan skalanya, dan yang paling otoritatif dari mereka tidak menjanjikan sesuatu yang mengerikan. Pemanasan marginal, dalam kasus penggandaan konsentrasi karbon dioksida, dapat mencapai maksimum 4°C. Selain itu, kemungkinan dengan pemanasan global dan kenaikan suhu, permukaan laut tidak akan berubah, atau bahkan sebaliknya, akan menurun. Lagi pula, dengan peningkatan suhu, curah hujan juga akan meningkat, dan pencairan tepi gletser dapat dikompensasi dengan peningkatan hujan salju di bagian tengahnya.

Jadi, masalah efek rumah kaca dan pemanasan global yang ditimbulkannya, serta kemungkinan konsekuensinya, meskipun ada secara objektif, skala fenomena ini jelas dilebih-lebihkan saat ini. Bagaimanapun, mereka membutuhkan penelitian yang sangat teliti dan pengamatan jangka panjang.

Sebuah kongres ahli iklim internasional, yang diadakan pada bulan Oktober 1985, dikhususkan untuk analisis kemungkinan konsekuensi iklim dari efek rumah kaca. di Villach (Austria). Para peserta kongres sampai pada kesimpulan bahwa bahkan sedikit pemanasan iklim akan menyebabkan peningkatan nyata dalam penguapan dari permukaan Samudra Dunia, yang mengakibatkan peningkatan jumlah curah hujan musim panas dan musim dingin di benua. Peningkatan ini tidak akan seragam. Dihitung bahwa strip akan membentang di selatan Eropa dari Spanyol ke Ukraina, di mana jumlah curah hujan akan tetap sama seperti sekarang, atau bahkan sedikit berkurang. Di utara 50 ° (ini adalah garis lintang Kharkov) baik di Eropa maupun di Amerika secara bertahap akan meningkat dengan fluktuasi, yang telah kami amati selama dekade terakhir. Akibatnya, aliran Volga akan meningkat, dan Laut Kaspia tidak terancam oleh penurunan level. Ini adalah argumen ilmiah utama, yang akhirnya memungkinkan untuk meninggalkan proyek pemindahan sebagian aliran sungai utara ke Volga.

Data yang paling akurat dan meyakinkan tentang kemungkinan konsekuensi dari efek rumah kaca disediakan oleh rekonstruksi paleogeografis yang disusun oleh para spesialis yang mempelajari sejarah geologis Bumi selama jutaan tahun terakhir. Lagi pula, selama waktu sejarah geologis yang "baru-baru ini" ini, iklim Bumi mengalami perubahan global yang sangat tajam. Di zaman yang lebih dingin dari hari ini, es benua, seperti yang sekarang menutupi Antartika dan Greenland, menutupi seluruh Kanada dan seluruh Eropa utara, termasuk tempat di mana Moskow dan Kyiv sekarang berdiri. Kawanan rusa kutub dan mamut berbulu berkeliaran di tundra Krimea dan Kaukasus Utara, di sana sekarang menemukan sisa-sisa kerangka mereka. Dan selama zaman interglasial, iklim bumi jauh lebih hangat daripada yang sekarang: es kontinental di Amerika Utara dan Eropa mereka mencair, di Siberia lapisan es mencair beberapa meter, es laut menghilang dari pantai utara kita, vegetasi hutan, dilihat dari spektrum spora serbuk sari fosil, menyebar ke wilayah tundra modern. Aliran sungai yang kuat mengalir melintasi dataran Asia Tengah, mengisi cekungan Laut Aral dengan air hingga tanda plus 72 meter, banyak di antaranya membawa air ke Laut Kaspia. Gurun Karakum di Turkmenistan adalah endapan pasir yang tersebar di saluran kuno ini.

Secara umum, situasi fisik-geografis selama zaman interglasial yang hangat di seluruh wilayah bekas Uni Soviet lebih menguntungkan daripada sekarang. Itu sama di negara-negara Skandinavia dan negara-negara Eropa Tengah.

Sayangnya, hingga saat ini, para ahli geologi yang mempelajari sejarah geologi jutaan tahun terakhir evolusi planet kita belum terlibat dalam pembahasan masalah efek rumah kaca. Dan ahli geologi bisa membuat tambahan yang berharga untuk ide-ide yang ada. Secara khusus, jelas bahwa untuk penilaian yang benar tentang kemungkinan konsekuensi dari efek rumah kaca, data paleografis pada masa lalu dari pemanasan iklim global yang signifikan harus lebih banyak digunakan. Analisis data semacam itu, yang dikenal saat ini, memungkinkan kita untuk berpikir bahwa efek rumah kaca, bertentangan dengan kepercayaan populer, tidak membawa bencana apa pun bagi orang-orang di planet kita. Sebaliknya, di banyak negara, termasuk Rusia, itu akan menciptakan kondisi iklim yang lebih menguntungkan daripada sekarang.

Pertanyaan untuk pengendalian diri

1. Esensi dari sirkulasi biokimia utama zat.

2. Apa siklus karbon biokimia?

3. Apa yang dimaksud dengan istilah "efek rumah kaca" dan apa hubungannya? Penilaian singkat Anda tentang masalah.

4. Apakah menurut Anda ada ancaman pemanasan global? Buktikan jawabanmu

Institusi pendidikan tinggi profesional yang otonom

Leningradsky Universitas Negeri mereka. A.S. Pushkin

LAPORAN

pada topik ini:

Interaksi litosfer, hidrosfer, dan atmosfer.

Fakultas Filologi, Kursus 1

Pengawas: dokter ilmu biologi,

Profesor Feodor Efimovich Ilyin.

Saint Petersburg-Pushkin

1. Perkenalan.

2. Komponen biosfer.

3. Interaksi atmosfer, litosfer dan hidrosfer.

4. Kesimpulan.

5. Sumber.

Pengantar.

Lingkungan- kondisi yang diperlukan untuk kehidupan dan aktivitas masyarakat. Ini berfungsi sebagai habitatnya, sumber sumber daya yang paling penting, dan memiliki pengaruh besar pada dunia spiritual manusia.

Lingkungan alam selalu menjadi sumber keberadaan manusia. Namun, interaksi antara manusia dan alam telah berubah secara berbeda era sejarah, dan proses yang menghubungkan hidrosfer, atmosfer, dan litosfer adalah konstan.

V. V. Dokuchaev, yang menemukan hukum zonasi geografis, mencatat bahwa di alam enam bahan alami: kerak bumi litosfer, udara atmosfer, air hidrosfer, flora dan fauna biosfer, serta tanah, terus-menerus bertukar materi dan energi satu sama lain.

Tiga komponen biosfer - hidrosfer, atmosfer, dan litosfer - terkait erat satu sama lain, membentuk satu sistem fungsional.

Komponen biosfer.

Lingkungan(dari bios Yunani - kehidupan; sphaire - bola) - cangkang Bumi, komposisi, struktur, dan energinya ditentukan oleh aktivitas gabungan organisme hidup.

Biosfer meliputi bagian atas kerak bumi (tanah, batuan induk), sekumpulan badan air (hidrosfer), bagian bawah atmosfer (troposfer dan sebagian stratosfer) (Gbr. 1). Batas-batas lingkungan kehidupan ditentukan oleh kondisi yang diperlukan untuk keberadaan organisme. Batas atas kehidupan dibatasi oleh konsentrasi intens sinar ultraviolet, kecil tekanan atmosfir dan suhu rendah. Di zona kondisi ekologi kritis pada ketinggian 20 km, hanya organisme yang lebih rendah- spora bakteri dan jamur. Panas bagian dalam kerak bumi (lebih dari 100 ° C) membatasi batas bawah kehidupan. Mikroorganisme anaerobik ditemukan pada kedalaman 3 km.

Biosfer meliputi bagian hidrosfer, atmosfer, dan litosfer.

Hidrosfer- salah satu cangkang Bumi. Ini menyatukan semua perairan bebas (termasuk Samudra Dunia, perairan darat (sungai, danau, rawa, gletser), air tanah), yang dapat bergerak di bawah pengaruh energi matahari dan gaya gravitasi, berpindah dari satu keadaan ke keadaan lain. Hidrosfer terkait erat dengan cangkang Bumi lainnya - atmosfer dan litosfer.

Hampir seluruh massa hidrogen dan oksigen terkonsentrasi di hidrosfer, serta natrium, kalium, magnesium, boron, belerang, klorin dan bromin, senyawa yang sangat larut dalam perairan alami; 88% dari total massa karbon di biosfer terlarut dalam perairan hidrosfer. Adanya zat terlarut dalam air merupakan salah satu syarat keberadaan makhluk hidup.

Luas hidrosfer adalah 70,8% dari luas permukaan dunia. Proporsi air permukaan di hidrosfer sangat kecil, tetapi mereka sangat aktif (berubah rata-rata setiap 11 hari), dan ini adalah awal dari pembentukan hampir semua sumber air tawar di darat. Jumlah air tawar adalah 2,5% dari total, sementara hampir dua pertiga dari air ini terkandung di gletser Antartika, Greenland, pulau kutub, gumpalan es dan gunung es, puncak gunung. Air tanah berada pada kedalaman yang berbeda (hingga 200 m atau lebih); akuifer bawah tanah termineralisasi dan terkadang asin. Selain air di hidrosfer itu sendiri, uap air di atmosfer, air tanah di tanah dan kerak bumi, ada air biologis dalam organisme hidup. Dengan massa total materi hidup di biosfer 1400 miliar ton, massa air biologis adalah 80% atau 1120 miliar ton.

Bagian utama dari perairan hidrosfer terkonsentrasi di Samudra Dunia, yang merupakan mata rantai penutup utama dalam siklus air di alam. Ini melepaskan sebagian besar uap air yang menguap ke atmosfer.

litosfer bumi terdiri dari dua lapisan yaitu kerak bumi dan bagian mantel atas. Kerak bumi adalah cangkang padat terluar dari bumi. Kerak bukanlah formasi unik, yang hanya melekat pada Bumi, karena. ditemukan di sebagian besar planet kelompok terestrial, satelit Bumi - Bulan dan satelit dari planet raksasa: Jupiter, Saturnus, Uranus dan Neptunus. Namun, hanya di Bumi ada dua jenis kerak: samudera dan benua.

kerak samudera terdiri dari tiga lapisan: sedimen atas, basal menengah dan gabro-serpentinit bawah, yang sampai saat ini termasuk dalam komposisi basal. Ketebalannya berkisar dari 2 km di zona pegunungan tengah laut hingga 130 km di zona subduksi, di mana kerak samudera terjun ke dalam mantel.

Lapisan sedimen terdiri dari pasir, endapan sisa-sisa hewan dan mineral yang diendapkan. Pada dasarnya, sedimen logam tipis, yang tidak konsisten sepanjang pemogokan, dengan dominasi oksida besi, sering terjadi.

Lapisan basal di bagian atas tersusun atas lava basaltik tholeitik, yang disebut juga lava bantal karena bentuk karakteristik. Itu tersingkap di banyak tempat yang berdekatan dengan pegunungan tengah laut.

Lapisan gabro-serpentinit terletak tepat di atas mantel atas.

kerak benua, seperti namanya, terletak di bawah benua Bumi dan pulau-pulau besar. Seperti kerak benua samudera, ia terdiri dari tiga lapisan: sedimen atas, granit tengah, dan basal bawah. Ketebalan jenis kerak ini di bawah pegunungan muda mencapai 75 km, di bawah dataran dari 35 hingga 45 km, di bawah busur pulau berkurang menjadi 20-25 km.

Lapisan sedimen kerak benua dibentuk oleh: endapan lempung dan karbonat cekungan laut dangkal.

Lapisan granit kerak bumi terbentuk sebagai akibat dari invasi magma ke dalam retakan-retakan di kerak bumi. Terdiri dari silika, aluminium dan mineral lainnya. Pada kedalaman 15-20 km, batas Konrad sering dilacak, yang memisahkan lapisan granit dan basal.

Lapisan basal terbentuk selama pencurahan lava dasar (basal) ke permukaan tanah di zona magmatisme intraplate. Basal lebih berat dari granit dan mengandung lebih banyak zat besi, magnesium dan kalsium.

berat keseluruhan kerak bumi diperkirakan 2,8 × 1019 ton, yang hanya 0,473% dari massa seluruh planet Bumi.

Lapisan di bawah kerak bumi disebut mantel. Dari bawah, kerak bumi dipisahkan dari mantel atas oleh batas Mohorovic atau Moho, yang didirikan pada tahun 1909 oleh ahli geofisika dan seismolog Kroasia Andrei Mohorovic.

Mantel Ini dibagi oleh lapisan Golitsyn menjadi lapisan atas dan bawah, batas di antaranya membentang pada kedalaman sekitar 670 km. Di dalam mantel atas, astenosfer menonjol - lapisan pipih, di mana kecepatan gelombang seismik berkurang.

Litosfer bumi dibagi menjadi platform. Platform- Ini adalah daerah kerak bumi yang relatif stabil. Mereka muncul di situs struktur terlipat yang sangat mobile yang ada sebelumnya, terbentuk selama penutupan sistem geosinklinal, dengan transformasi berturut-turut mereka menjadi daerah yang stabil secara tektonik.

Platform litosfer mengalami vertikal gerakan osilasi: naik atau turun. Gerakan serupa dikaitkan dengan gerakan yang terjadi berulang kali di seluruh sejarah geologi Tanah pelanggaran dan kemunduran laut.

Di Asia Tengah, pembentukan sabuk gunung Asia Tengah: Tien Shan, Altai, Sayan, dll. dikaitkan dengan pergerakan tektonik terbaru dari platform. Pegunungan seperti itu disebut dihidupkan kembali (epiplatform atau sabuk orogenik epiplatform atau orogen sekunder). Mereka terbentuk selama zaman orrogenesis di daerah yang berdekatan dengan sabuk geosinklinal.

Suasana- cangkang gas yang mengelilingi planet Bumi, salah satu geosfer. Permukaan dalamnya menutupi hidrosfer dan sebagian kerak bumi, sedangkan permukaan luarnya berbatasan dengan bagian luar angkasa yang dekat dengan Bumi. Atmosfer dianggap sebagai area di sekitar Bumi di mana lingkungan gas berputar bersama dengan Bumi secara keseluruhan; Dengan definisi ini, atmosfer masuk ke ruang antarplanet secara bertahap; di eksosfer, yang dimulai pada ketinggian sekitar 1000 km dari permukaan bumi, batas atmosfer juga dapat ditarik secara kondisional sepanjang ketinggian 1300 km.

Atmosfer Bumi muncul sebagai hasil dari dua proses: penguapan zat benda kosmik selama jatuhnya ke Bumi dan pelepasan gas selama letusan gunung berapi (penghilangan gas mantel bumi). Dengan pemisahan lautan dan munculnya biosfer, atmosfer berubah karena pertukaran gas dengan air, tumbuhan, hewan dan produk dekomposisi mereka di tanah dan rawa-rawa.

Saat ini, atmosfer bumi sebagian besar terdiri dari gas dan berbagai kotoran (debu, tetesan air, kristal es, garam laut, produk pembakaran). Konsentrasi gas yang membentuk atmosfer hampir konstan, kecuali air (H2O) dan karbon dioksida (CO2).

Lapisan atmosfer: 1 Troposfer, 2 Tropopause, 3 Stratosfer, 4 Stratopause, 5 Mesosfer, 6 Mesopause, 7 Termosfer, 8 Termopause

Lapisan ozon adalah bagian dari stratosfer pada ketinggian 12 hingga 50 km (di lintang tropis 25-30 km, di lintang sedang 20-25, di kutub 15-20), dengan kandungan ozon tertinggi terbentuk sebagai hasil dari ekspos terhadap radiasi ultraviolet Matahari pada molekul oksigen (O2). Bertepatan dengan intensitas terbesar, tepatnya karena proses disosiasi oksigen, atom-atom yang kemudian membentuk ozon (O3), penyerapan bagian dekat (ke cahaya tampak) dari ultraviolet spektrum matahari terjadi. Selain itu, disosiasi ozon di bawah pengaruh radiasi ultraviolet menyebabkan penyerapan bagian tersulitnya.