Que características da estrutura do nosso planeta o distinguem de outros planetas do sistema solar?

Nossa Terra é linda. Os astronautas dizem que parece uma joia do espaço. Mas a principal característica da Terra, sua singularidade reside no fato de que somente nela de todos os planetas do sistema solar existe vida. Por que a vida é possível na Terra?

Você já sabe que nosso planeta é o terceiro mais próximo do Sol. Sua órbita é afastada do Sol em uma média de 150 milhões de km. A Terra é responsável por uma parte muito pequena da luz e do calor do sol. Mas esta quantidade é suficiente para sustentar a vida. É isso, nem mais nem menos, a distância do Sol à Terra que permite que nosso planeta não superaqueça e não congele. Lembre-se de como é quente em Mercúrio e Vênus e como é frio em Marte e em planetas mais distantes, e você verá que a temperatura na Terra é mais favorável à vida.

Ao mesmo tempo, a rotação da Terra em torno de seu eixo proporciona uma mudança de luz e escuridão a cada 24 horas. Isso permite que a superfície da Terra se aqueça de maneira bastante uniforme. Se a Terra girasse mais lentamente, provavelmente seria incrivelmente quente em uma parte dela e terrivelmente fria na outra.

Somente a Terra possui enormes reservas de água. Mas esta é uma substância incrível. Faz parte de todos os organismos vivos, realizando uma grande variedade de trabalhos. Por exemplo, sendo parte do sangue de humanos e animais, o suco das plantas, a água garante o movimento de diversas substâncias pelo corpo. A água necessária para a vida se move como resultado de um ciclo constante. A cada segundo, milhões de metros cúbicos de água se transformam em vapor. Elevando-se no ar, eles se formam, que, juntamente com as correntes de ar, se movem centenas de quilômetros, carregando a umidade vivificante com eles.

Nosso planeta tem, que é diferente da atmosfera de outros planetas. A envoltória de ar da Terra é muito importante para a preservação e manutenção da vida. Ele contém oxigênio, que os seres vivos respiram, e dióxido de carbono, que é necessário para a nutrição das plantas. Além disso, a atmosfera contém ozônio, uma forma de oxigênio. Forma uma camada especial de ozônio, que retarda a radiação do espaço exterior que é perigosa para os organismos. Além disso, a atmosfera, como um cobertor, protege a Terra do resfriamento severo à noite. Também protege a Terra de meteoritos. A maioria deles, entrando nisso, queima.

Apenas a Terra tem solo - a camada fértil superior da terra. O solo contém as substâncias necessárias para o crescimento e desenvolvimento das plantas. As plantas verdes absorvem minerais e água do solo, dióxido de carbono do ar e, com a participação da luz solar, formam as substâncias necessárias à vida.

Todas essas características do nosso planeta possibilitam a existência de uma grande variedade de organismos, incluindo humanos.

1. Que características da localização e do espaço sideral tornam possível a existência de uma variedade de organismos vivos nele?
2. Qual é o significado da atmosfera do nosso planeta para os seres vivos?
3. O que é a camada de ozônio? Qual é o seu papel no planeta?
4. Qual o papel da água no planeta para os seres vivos?
5. Qual a importância do solo para a vida na Terra?

A Terra é um planeta único. Atualmente, de todos os planetas do sistema solar, a vida foi descoberta apenas nele. A existência da vida é facilitada por uma série de características da Terra: uma certa distância do Sol, a velocidade de rotação em torno de seu próprio eixo (uma revolução em 24 horas), a presença de uma concha de ar (atmosfera) e grandes reservas de água, a existência de solo. A água faz parte de todos os organismos vivos. A envoltória de ar da Terra garante a respiração dos seres vivos e a nutrição das plantas, protege a Terra do resfriamento e dos meteoritos. A camada de ozônio da atmosfera atrasa a radiação do espaço exterior que é perigosa para os organismos. O solo contém as substâncias necessárias para o crescimento e desenvolvimento das plantas.

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Projeto sobre o tema: "A singularidade do planeta Terra". Preenchido por: aluna do 5º ano, Anastasia Bochkareva. Chefe: Karakulova Irina Vladimirovna MKOU "Escola Secundária No. 62"

Por que o planeta Terra é único?

Hipótese: Suponha que o planeta Terra seja único por ter vida Objetivo: Considere o que torna o planeta Terra único Tarefas: 1. Considere o lugar da Terra no sistema solar. 2. Prove que o planeta Terra é o único em que existe vida. 3. Descubra quais são as características do planeta Terra que contribuem para a existência de vida na Terra.

A Terra é um planeta do sistema solar Mercúrio Vênus Terra Marte Júpiter Saturno Urano Netuno Plutão Terra Vênus Marte Mercúrio Plutão Sol Planetas terrestres e o pequeno Plutão

Mercúrio Distância do Sol - 58 milhões de km Gira em torno de seu eixo em 58,7 dias terrestres. Não há atmosfera A temperatura no lado diurno é de +400 o C, e no lado noturno - -100 o C A vida é impossível!

Vênus Distância do Sol - 108 milhões de km Gira em torno de seu eixo em 243 dias terrestres. A atmosfera é densa de dióxido de carbono A temperatura chega a +500 o C A vida é impossível! Vênus

A distância do Sol é de 228 milhões de Km. Ele faz uma revolução em torno de seu eixo em 24 dias terrestres. A atmosfera é de dióxido de carbono rarefeito fino Temperatura média - 70 ° C Sem água Marte A vida é impossível!

Distância dos planetas ao Sol (em milhões de km) 1 58 2 108 3 150 4 228 5 778 6 1497 7 2886 8 4498 9 5912 Distância em 150 milhões de km. cria as condições mais favoráveis ​​para o regime de temperatura da superfície terrestre.

Movimento da Terra Sol Terra Lua A distância do Sol à Terra é de 150 milhões de km. Distância da Terra à Lua Cerca de 400 mil km o movimento axial da Terra é completado pela Terra em um ano, há uma mudança de estações. Há uma mudança de dia e noite. Movimento orbital da Terra A Lua é um satélite da Terra. Ele faz uma revolução completa ao redor da Terra em 1 mês.

1. A localização e o movimento da Terra no espaço sideral: a distância do Sol é de 150 milhões de km. km período de revolução em torno de seu eixo - 24 horas 2. A presença da atmosfera 3. Posse de grandes reservas de água 4. A presença de solo.

A atmosfera é o invólucro de ar da Terra, constituído por uma mistura de gases. Oxigênio -21% Nitrogênio -78% Dióxido de carbono e outras impurezas -1%

Significado da atmosfera para a vida na Terra: Protege contra meteoritos e perigosas radiações cósmicas; Mantém o calor à noite Fornece aos organismos vivos o oxigênio necessário para a respiração; Fornece dióxido de carbono para nutrição das plantas; A água circula pela atmosfera.

Oceanos e mares, juntamente com rios e lagos, compõem a concha de água da Terra - a hidrosfera.

Hidrosfera Mundo Oceano 96% Água terrestre Água atmosférica Água superficial Água subterrânea - 2% RIOS LAGOS Pântanos GELEIRAS - 2% 0,02%

Significado do ciclo mundial da água

O valor da hidrosfera para a vida na Terra: Faz parte de todos os organismos vivos; É um habitat; Fornece um processo para a criação de nutrientes pelas plantas.

A casca dura do nosso planeta é a litosfera.

Apenas nosso planeta tem solo - a camada fértil superior da terra.

1. Contém substâncias necessárias ao crescimento; e desenvolvimento das plantas 2. É o habitat.

O papel das plantas verdes na manutenção de uma composição gasosa constante da atmosfera e no fornecimento de oxigênio e substâncias orgânicas a todos os organismos vivos Para a fotossíntese, a luz solar é necessária. (oxigênio) é liberado A glicose é formada, que se transforma em amido armazenado pelas plantas. A substância verde das plantas é a clorofila. A água entra nos tecidos das plantas a partir do solo, através do sistema radicular.

A biosfera é a concha da Terra habitada por organismos vivos.

A singularidade da Terra reside, em primeiro lugar, no fato de que nela vivemos, pessoas inteligentes, cuja aparência é o ápice da evolução da vida.

Nosso planeta Terra é inimitável e único, apesar do fato de que planetas também foram descobertos em torno de várias outras estrelas. Como outros planetas do sistema solar, a Terra formado a partir de poeira interestelar e gases. Sua idade geológica é 4,5-5 bilhões de anos. Desde o início da fase geológica, a superfície da Terra foi dividida em bordas do continente e fossas oceânicas. Uma camada granítica-metamórfica especial foi formada na crosta terrestre. Quando os gases foram liberados do manto, a atmosfera primária e a hidrosfera foram formadas.

As condições naturais da Terra revelaram-se tão favoráveis ​​que, com um bilhão de anos desde a formação do planeta nele a vida apareceu. O surgimento da vida se deve não apenas às peculiaridades da Terra como planeta, mas também à sua distância ideal do Sol ( cerca de 150 milhões de km). Para planetas mais próximos do Sol, o fluxo de calor e luz solar é muito grande e aquece suas superfícies acima do ponto de ebulição da água. Planetas mais distantes do que a Terra recebem muito pouco calor solar e são muito frios. Os planetas, cuja massa é muito menor que a da Terra, a força da gravidade é tão pequena que não fornece a capacidade de manter uma atmosfera suficientemente poderosa e densa.

Durante a existência do planeta, sua natureza mudou significativamente. A atividade tectônica se intensificou periodicamente, o tamanho e a forma da terra e dos oceanos mudaram, corpos cósmicos caíram na superfície do planeta e camadas de gelo apareceram e desapareceram repetidamente. No entanto, essas mudanças, embora tenham influenciado o desenvolvimento da vida orgânica, não a perturbaram significativamente.

A singularidade da Terra está associada à presença de uma concha geográfica que surgiu como resultado da interação da litosfera, hidrosfera, atmosfera e organismos vivos.

Na parte observável do espaço sideral, outro corpo celeste semelhante à Terra ainda não foi descoberto.

A Terra, como outros planetas do sistema solar, tem forma esférica. Os gregos antigos foram os primeiros a falar sobre esfericidade ( Pitágoras ). Aristóteles , observando eclipses lunares, observou que a sombra lançada pela Terra na Lua sempre tem uma forma arredondada, o que levou o cientista a pensar na esfericidade da Terra. Com o tempo, essa ideia foi fundamentada não apenas por observações, mas também por cálculos precisos.

No fim Newton do século XVII propôs a compressão polar da Terra devido à sua rotação axial. Medições dos comprimentos dos segmentos meridianos perto dos pólos e do equador, realizadas no meio século XVIII provou a "oblação" do planeta nos pólos. Foi determinado que O raio equatorial da Terra é 21 km maior que seu raio polar. Assim, dos corpos geométricos, a figura da Terra se assemelha mais elipsóide de revolução , não uma bola.

Como prova da esfericidade da Terra, muitas vezes são citadas circunavegações ao redor do mundo, um aumento no alcance do horizonte visível com altura, etc. A rigor, são apenas provas do bojo da Terra, e não de sua esfericidade .

A prova científica da esfericidade são imagens da Terra do espaço, medições geodésicas na superfície da Terra e eclipses lunares.

Como resultado de mudanças realizadas de várias maneiras, os principais parâmetros da Terra foram determinados:

raio médio - 6371 quilômetros;

raio equatorial - 6378 quilômetros;

raio polar - 6357 quilômetros;

circunferência do equador 40.076 quilômetros;

área de superfície - 510 milhões de km 2;

peso - 5976 ∙ 10 21 kg.

Terra- o terceiro planeta a partir do Sol (depois de Mercúrio e Vênus) e o quinto maior entre os outros planetas do sistema solar (Mercúrio é cerca de 3 vezes menor que a Terra e Júpiter é 11 vezes maior). A órbita da Terra tem a forma de uma elipse. A distância máxima entre a Terra e o Sol é 152 milhões de km, mínimo - 147 milhões de km.

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Breve descrição do planeta Terra. Coordenadas geográficas. A singularidade da Terra na família de planetas do sistema solar se deve principalmente ao fato de que a vida existe apenas em nosso planeta. As chances de encontrar pelo menos as formas mais simples de vida em planetas vizinhos (mesmo em Marte) são estimadas pela maioria dos cientistas como próximas de zero. Outras características únicas da Terra (a presença de uma atmosfera com alto teor de oxigênio, a presença de um oceano que ocupa 70% da superfície do planeta, alta atividade tectônica, um forte campo magnético etc.) da vida: ou contribuíram para o seu surgimento, ou são consequências da vida.

A esfericidade da Terra (e os antigos gregos sabiam que a Terra é uma bola) predetermina a separação de conchas concêntricas em sua estrutura. Pela primeira vez, tal abordagem para o estudo do nosso planeta foi proposta pelo geólogo austríaco E. Suess, que também sugeriu chamar essas conchas geosferas. A forma real da Terra é um pouco diferente da esférica, e com modelagem matemática rigorosa de sua forma, conceitos como elipsóide e geóide. geóide (o que significa parecido com a terra) - ϶ᴛᴏ o modelo mais preciso da Terra, é um corpo geométrico único, cuja superfície coincide com a superfície do nível médio de águas calmas no oceano, continuado mentalmente sob os continentes de modo que um fio de prumo em qualquer ponto intercepta esta superfície em um ângulo reto. As superfícies do elipsóide e do geóide não coincidem, a discrepância entre eles pode chegar a ± 160 m. Em relação à superfície do geóide, as alturas e profundidades dos pontos na superfície real da Terra são medidas. O Everest tem a altura máxima (8.848 m), e a Fossa das Marianas, no Oceano Pacífico, tem a maior profundidade (11.022 m). O raio equatorial da Terra é de 6375,75 km, enquanto os raios polares não são os mesmos: o norte é 30 metros maior que o sul e equivale a 6355,39 km (respectivamente, o sul é 6355,36 km).

O eixo de rotação da Terra, passando pelos pólos e pelo centro do planeta, está inclinado em relação ao plano de sua órbita em um ângulo de 66 ° 33 "22". É esse valor que determina a duração do dia e da noite em diferentes latitudes e afeta significativamente as características térmicas (climáticas) de várias zonas do globo. A Terra faz uma rotação em torno de seu eixo em 23 horas 56 minutos e 4 segundos, esse período de tempo é chamado de dia sideral, e um dia em que exatamente 24 horas é chamado de dia médio ou solar.

O único satélite da Terra, a Lua, tem dimensões próximas às de Mercúrio, seu diâmetro é de 3.476 km e o raio médio da órbita é de 384,4 mil km. A órbita da Lua está inclinada em relação à órbita da Terra em 5 graus. O período de rotação da Lua em torno de seu eixo coincide absolutamente com o período de sua revolução em torno da Terra, em conexão com isso, apenas um hemisfério lunar pode ser visto da Terra.

As linhas de seção do globo por planos paralelos ao equatorial são chamadas de paralelas, e as linhas de seção por planos que passam pelo eixo de rotação da Terra são chamadas de meridianos. Cada paralelo tem sua própria latitude (norte ou sul), e cada meridiano tem sua própria longitude (oeste ou leste). O conjunto de paralelos e meridianos é chamado de grade geográfica, com sua ajuda são determinadas as coordenadas geográficas de qualquer ponto da superfície da Terra.

A latitude geográfica de um ponto arbitrário é ϶ᴛᴏ o ângulo entre o plano equatorial e a normal que passa por este ponto (uma linha de prumo), a latitude varia de zero (no equador) a 90 graus. Longitude - ϶ᴛᴏ o ângulo entre o plano meridional de um determinado ponto e o plano de algum meridiano, convencionalmente tomado como o inicial (tal meridiano inicial passa pelo Observatório Astronômico de Greenwich * e é comumente chamado de Greenwich). A longitude varia de zero a 180°, o meridiano, que corresponde à latitude de 180°, é a linha de data.

Para a conveniência de contar o tempo e a coordenação temporal das atividades das pessoas, a superfície da Terra é dividida (na primeira aproximação ao longo dos meridianos) em 24 fusos horários. O engenheiro canadense Fleming propôs em 1879 usar o sistema de fuso horário para contar o tempo, hoje o mundo inteiro usa esse sistema.
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Uma mudança no tempo em 1 hora deve corresponder a uma mudança na longitude em 15 °, no entanto, os limites dos fusos horários coincidem estritamente com os meridianos apenas nos oceanos; em terra, os fusos horários adjacentes são separados, como regra, não por meridianos, mas por alguns próximos a eles (e às vezes não muito próximos) limites administrativos.

A inclinação do eixo da Terra em relação ao plano da eclíptica, como já observado, determina os limites latitudinais das zonas climáticas (cinturões). A zona central da superfície da Terra, cujos limites são os trópicos norte e sul, é chamada tropical, a latitude de cada trópico é 23 ° 26 "38". Na zona tropical, o Sol passa pelo zênite duas vezes por ano ao meio-dia , e na latitude dos trópicos ocorre no zênite apenas uma vez: ao meio-dia de 21 de junho no trópico norte e em 22 de dezembro no sul.

Os paralelos geográficos que correspondem à latitude 66 ° 33 "22" "são chamados de círculos polares, a área entre o polo e o círculo polar é chamada de cinturão polar. Somente além do círculo polar (ou seja, em uma região de latitude mais alta) fazem tais fenômenos como dia polar e noite polar ocorrem Entre o Círculo Polar Ártico e o Trópico em cada hemisfério há uma zona temperada (região de clima temperado).

A estrutura da terra. Geosferas externas e internas. Costuma-se referir às geosferas externas como atmosfera, hidrosfera e biosfera, embora a última delas deva ser considerada como uma camada intermediária, pois inclui a hidrosfera e as áreas da atmosfera e da crosta terrestre (e isso já é a casca interna) dentro da qual existe vida orgânica. Às vezes, a magnetosfera é considerada como a geosfera externa, o que também não se justifica totalmente, pois o campo magnético está presente em qualquer uma das geosferas.

Atmosfera. A atmosfera da Terra é uma mistura de gases, suas camadas inferiores também contêm umidade e partículas de poeira. O ar seco e purificado perto da superfície da Terra contém cerca de 78% de nitrogênio, um pouco menos de 21% de oxigênio e cerca de 1% de argônio. A participação do dióxido de carbono é de aproximadamente 0,03%, e a participação de todos os outros gases (hidrogênio, ozônio, gases inertes, etc.) é de cerca de 0,01%. A composição da atmosfera praticamente não muda até altitudes da ordem de 100 km. Ao nível do mar à pressão normal (1 atm \u003d 1,033 kg / cm 2 \u003d 1,013 10 5 Pa), a densidade do ar seco é de 1,293 kg / m 3, mas à medida que você se afasta da superfície da Terra, a densidade do ar massa de ar e a pressão associada a ela diminuem rapidamente. A atmosfera é constantemente umedecida pela evaporação da água da superfície dos corpos d'água. A concentração de vapor de água diminui com o aumento da altura mais rapidamente do que a concentração de gases - 90% da umidade está concentrada na camada inferior de cinco quilômetros.

Com uma mudança de altitude, não apenas a densidade, pressão e temperatura do ar mudam, mas também outros parâmetros físicos da atmosfera, e em altitudes elevadas sua composição também muda. Por esta razão, costuma-se distinguir várias cascas esféricas com diferentes propriedades físicas na atmosfera. Os principais são ϶ᴛᴏ troposfera, estratosfera e ionosfera. A extensão da altura (espessura) de qualquer concha esférica da Terra (isso também se aplica às conchas internas) é frequentemente chamada de espessura.

A troposfera contém cerca de 80% da massa total de ar, sua espessura é de 8 ... 12 km nas latitudes médias e acima do equador - até 17 km. Com o aumento da altitude, a temperatura do ar dentro da troposfera diminui continuamente até valores da ordem de -85 ° C (a taxa de diminuição da temperatura é de aproximadamente 6 graus por quilômetro). Devido ao aquecimento desigual da superfície do globo, as massas de ar troposféricas estão em movimento contínuo, transportando não apenas calor, mas também umidade, poeira e todos os tipos de emissões. São esses fenômenos na troposfera que moldam principalmente o tempo e o clima na Terra.

A estratosfera se estende acima da troposfera até altitudes de cerca de 50...55 km. Dentro desta camada, há um aumento da temperatura com o aumento da altura; no limite superior da estratosfera, a temperatura é próxima de zero. Praticamente não há vapor de água na estratosfera.
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Em altitudes de 20 a 40 km existe um chamado. ozonosfera, ᴛ.ᴇ. camada de ozônio. Essa camada é frequentemente chamada de escudo do planeta, pois absorve quase completamente a radiação ultravioleta dura (onda curta) do Sol, que é prejudicial a toda a vida na Terra.

Entre as alturas de 55 e 80 km há uma camada na qual a temperatura diminui novamente com a altura. No topo desta camada, que é chamada de mesosfera, a temperatura é de cerca de -80°C. Atrás da mesosfera, até altitudes de cerca de 800...1300 km, está a ionosfera (às vezes essa camada também é chamada de termosfera, pois a temperatura nessa camada aumenta continuamente com o aumento da altitude).

Hidrosfera. Quatro tipos de água são distinguidos como parte da hidrosfera: a oceanosfera, ou seja, as águas salgadas dos mares e oceanos (86,5% da massa), as águas doces da terra (rios e lagos), as águas subterrâneas e as geleiras. 97% das águas da oceansfera estão concentradas no Oceano Mundial, que não é apenas o principal reservatório de água, mas também o principal acumulador de calor do nosso planeta. Graças ao oceano, a vida se originou na Terra, uma atmosfera de oxigênio foi formada e é preservada, o oceano mantém um baixo nível de dióxido de carbono na atmosfera, protegendo o planeta do efeito estufa (o oceano, em uma extensão muito maior do que a terrestre vegetação, desempenha as funções dos "pulmões" do nosso planeta).

Em geral, o oceano mundial, cuja profundidade média é de cerca de 3,6 km, é frio, apenas 8% da água é mais quente que 10 o C. A pressão na coluna de água aumenta com a profundidade a uma taxa de 0,1 at/m . A salinidade das águas oceânicas, cujo valor médio é de cerca de 35 ppm (35 ‰), não é a mesma (de 6 ... 8 ‰ nas águas superficiais do Báltico a 40 ‰ na superfície do Mar Vermelho) . Ao mesmo tempo, a composição e o conteúdo relativo de vários sais permanecem inalterados em todos os lugares, o que indica a estabilidade do equilíbrio dinâmico entre a dissolução de substâncias que entram no oceano da terra e sua precipitação.

A capacidade calorífica específica da água é cerca de 4 vezes maior que a do ar, no entanto, devido à enorme diferença de densidade (quase 800 vezes), 1 metro cúbico de água, resfriando em 1 grau, é capaz de aquecer mais de 3000 cúbicos metros de ar em 1 grau. Nas latitudes temperadas e altas, as águas do Oceano Mundial acumulam calor no verão e o liberam na atmosfera no inverno, razão pela qual o clima nas áreas costeiras é sempre mais ameno do que nas profundezas dos continentes. Nas latitudes equatoriais, a água é aquecida o ano todo, e esse calor é levado pelas correntes oceânicas para as regiões de alta latitude, enquanto as águas frias, captadas por contracorrentes profundas, retornam aos trópicos. Além das correntes e contracorrentes, as águas oceânicas se movem e se misturam devido aos fluxos e refluxos, além de ondas de natureza diversa, entre as quais as ondas de vento, ondas baricas e tsunamis.

Biosfera. A presença de uma hidrosfera e uma atmosfera com alto teor de oxigênio distingue significativamente nosso planeta de todos os outros do sistema solar. Mas a principal diferença da Terra é a presença de matéria viva nela - vegetação e fauna. O termo biosfera foi introduzido na circulação científica pelo já citado E. Suess.

A biosfera cobre todo o espaço onde existe matéria viva - a parte inferior da atmosfera, toda a hidrosfera e os horizontes superiores da crosta terrestre. A massa de matéria viva, que é de aproximadamente 2,4 10 15 kg, é desprezível mesmo em comparação com a massa da atmosfera (5,15 10 18 kg), porém, em termos do grau de impacto no sistema chamado Terra, essa casca supera significativamente todos os outros.

A base da matéria viva é o carbono, que dá uma variedade infinita de vários compostos químicos. Além dele, a composição da matéria viva inclui oxigênio, hidrogênio e nitrogênio, outros elementos químicos são encontrados em pequenas quantidades, embora seu papel no suporte à vida de certos organismos deva ser extremamente importante. A maior parte da matéria viva está concentrada em plantas verdes. O processo de construção natural de matéria orgânica usando energia solar - fotossíntese- envolve enormes massas de dióxido de carbono (3,6 10 14 kg) e água (1,5 10 14 kg) na circulação anual, enquanto 2,66 10 14 kg de oxigênio livre são liberados. Do ponto de vista químico, a fotossíntese é uma reação redox:

CO 2 + H 2 O → CH 2 O + O 2.

De acordo com o método de nutrição e relação com o ambiente externo, os organismos vivos são divididos em autotróficos e heterotróficos. Estes últimos se alimentam de outros organismos e seus restos, e o alimento para organismos autotróficos são substâncias minerais (inorgânicas). A maioria dos organismos são aeróbicos, ou seja, só podem existir em um ambiente contendo ar (oxigênio). Uma parte menor (principalmente microorganismos) refere-se aos anaeróbios, vivendo em um ambiente livre de oxigênio.

Com a morte dos organismos vivos, ocorre um processo inverso da fotossíntese, as substâncias orgânicas se decompõem por oxidação. Os processos de formação e decomposição da matéria orgânica estão em equilíbrio dinâmico, devido ao qual a quantidade total de biomassa permaneceu praticamente inalterada desde o nascimento da vida na Terra.

A influência da biosfera nos processos de evolução geológica da Terra foi analisada em detalhes pelo destacado cientista russo Acadêmico V.I. Vernadsky. Por mais de três bilhões de anos, a matéria viva vem absorvendo e transformando a energia do Sol. Uma parte significativa dessa energia é conservada em depósitos minerais de origem orgânica, a outra parte é utilizada na formação de diversas rochas, no acúmulo de sais nos oceanos, no acúmulo de oxigênio contido na atmosfera, bem como dissolvido no oceano. água e incluídos em rochas. Vernadsky foi o primeiro a apontar o papel principal da biosfera na formação da composição química da atmosfera, hidrosfera e litosfera, devido à atividade geoquímica incomumente alta da matéria viva.

A vida na Terra existe em uma enorme variedade de formas, no entanto, todas essas formas não existem de forma autônoma, mas estão conectadas por relacionamentos complexos em um único complexo gigante em desenvolvimento contínuo.

Geosferas internas - ϶ᴛᴏ conchas no corpo sólido da Terra. Nele podem ser distinguidas três grandes áreas (conchas internas principais): central - núcleo, intermediário - manto e exterior- a crosta terrestre. Até agora, foi possível mergulhar nas entranhas da Terra para fins de estudo direto apenas a uma profundidade de pouco mais de 12 km, um poço ultraprofundo foi perfurado em nosso país (na Península de Kola). Mas 12 km - ϶ᴛᴏ menos de 0,2% do raio da Terra. Por isso, com a ajuda de perfurações profundas e ultraprofundas, é possível obter dados sobre a estrutura, composição e parâmetros do interior da Terra apenas nos horizontes superiores da crosta.

Informações sobre áreas profundas, incl. e sobre as superfícies que separam várias conchas internas, os geofísicos obtêm analisando e resumindo os resultados de numerosos sísmicos (do grego. ʼʼ sísmicaʼʼ - oscilação, terremoto). A essência desses estudos (de forma simplificada) é essencialmente que, de acordo com os resultados da medição do tempo de passagem de uma onda sísmica entre dois pontos na superfície (ou no interior) do globo, sua velocidade pode ser determinada, e pela magnitude da velocidade da onda, os parâmetros do meio, no qual ela foi distribuída.

A crosta terrestre é chamada de concha de pedra superior, cuja espessura em várias áreas varia de 6 a 7 km (sob depressões oceânicas profundas) a 70 a 80 km sob o Himalaia e os Andes. Podemos dizer que a superfície inferior da crosta terrestre é uma espécie de "reflexo espelhado" da superfície externa do corpo sólido da Terra. Essa superfície - a interface entre a crosta e o manto - é chamada de seção de Mohorovich.

A composição química da crosta terrestre é dominada por silício e alumínio, daí o nome convencional desta concha - "sial". A estrutura da crosta terrestre distingue-se pela grande complexidade, cuja manifestação é claramente expressa heterogeneidades verticais e horizontais. Na direção vertical dentro da crosta terrestre, três camadas são tradicionalmente distinguidas - sedimentar, granito e basalto. As rochas que formam essas camadas são diferentes em composição e origem.

O manto está localizado entre o núcleo e a crosta terrestre, a superfície que separa o manto e o núcleo é chamada de seção de Wiechert-Gutenberg. Esta é a concha intermediária e maior da Terra, estendendo-se a profundidades de cerca de 2900 km. A massa do manto é cerca de 2/3 da massa total do planeta. No limite da crosta terrestre e do manto, a temperatura pode exceder 1000 ° C e a pressão é de 2000 MPa. Nestas condições, a substância do manto pode passar do estado cristalino para o estado amorfo (vítreo). É muito mais difícil julgar a composição química da substância do manto, no entanto, essa concha é chamada de " sima". Isso significa que os elementos predominantes na composição do manto (pelo menos na composição do manto superior) são o silício e o magnésio.

O núcleo é a concha central e mais densa da Terra, seu raio é de 3470 km. Na fronteira Wiechert-Gutenberg, as ondas transversais desaparecem, o que nos permite concluir que a parte externa do núcleo está em estado líquido. Dentro da parte interna do núcleo (seu raio é de aproximadamente 1250 km), a velocidade das ondas longitudinais aumenta novamente, e acredita-se que a matéria passe novamente para o estado sólido. A composição química dos núcleos externo e interno é aproximadamente a mesma, predominando o ferro e o níquel, daí o nome condicional dessa casca ser "nife".

Campos físicos da Terra. A descrição da estrutura do nosso planeta ficará incompleta se não considerarmos seus campos físicos, em primeiro lugar, os campos gravitacionais e magnéticos. O conceito de 'campo'' é usado nos casos em que cada ponto em uma determinada região do espaço pode ser associado ao valor de alguma quantidade física. Nesse sentido, pode-se falar de campo de temperatura (campo térmico), campo de velocidade, campo de força, etc. De acordo com a natureza da grandeza física, os campos são divididos em vetoriais e escalares.

Campo gravitacional da Terra. A lei da gravitação universal estabelecida por I. Newton é expressa pela fórmula

F t \u003d GMm / r 2,

onde F t é a força gravitacional, M e m são as massas dos corpos que interagem, r é a distância entre os centros de gravidade desses corpos, G = 6,673·10 -11 m 3 s -2 kg -1 é a força gravitacional constante.

Descrevendo a interação gravitacional de um pequeno corpo de massa m com um grande corpo celeste (por exemplo, a Terra), é conveniente escrever a lei da gravidade na forma:

onde l = GM é a constante gravitacional do corpo celeste considerado. No caso da Terra, esta constante tem um valor de cerca de 4,10 14 m 3 s -2 .

Se um pequeno corpo (ponto gravitacional) está próximo da superfície de um corpo celeste, a força de atração é determinada como

onde g \u003d l / r 2 é a aceleração de um corpo em queda livre. No caso da Terra, como se sabe, g = 9,8 m/s 2 .

Observe que, embora seja extremamente importante determinar a força gravitacional com alta precisão, é necessário levar em consideração a dependência de g das coordenadas do ponto em que essa força é determinada. Assumindo uma distribuição uniforme de massa sobre o volume da Terra, a gravidade em qualquer ponto pode ser calculada. Os desvios dos valores reais (medidos) de aceleração g dos calculados (as chamadas anomalias gravitacionais) disponíveis na prática são principalmente devidos à distribuição desigual das massas. Um estudo aprofundado do campo gravitacional da Terra permite não apenas identificar grandes distúrbios tectônicos, mas também procurar depósitos minerais.

O campo magnético da Terra. O fato de a Terra ter propriedades magnéticas é conhecido desde os tempos antigos. Basta dizer que a história das medições magnéticas diretas no globo tem mais de 400 anos (os resultados dos estudos experimentais do “grande ímã - a Terra” foram publicados pelo naturalista inglês W. Gilbert em 1600 ᴦ.). Nosso planeta é de fato um grande ímã, o formato do campo magnético moderno da Terra é próximo ao que seria criado por um dipolo magnético colocado no núcleo.

Qualquer rocha terrestre no momento de sua formação sob a ação de um campo geomagnético adquire magnetização, que persiste até que essa rocha seja aquecida a temperaturas superiores à temperatura de Curie. Ao estudar a remanência natural de rochas cuja idade é conhecida, pode-se aprender sobre a distribuição espacial e as mudanças temporais no campo geomagnético no passado. Pode-se dizer que as informações sobre a evolução do campo geomagnético estão literalmente 'escritas' no interior da Terra. O papel de um transportador magnético é melhor desempenhado por rochas ígneas erupcionadas de vulcões em altas temperaturas (acima da temperatura de Curie para os materiais ferromagnéticos contidos nessas rochas). Um dos resultados mais importantes de tal paleomagnético pesquisa é a descoberta do chamado. inversões campo geomagnético (às vezes o termo '' reversãoʼʼ), ou seja, mudanças na direção do momento magnético da Terra para o oposto.

Os pólos magnéticos do nosso planeta não coincidem com os geográficos e podem mudar de posição ao longo do tempo. Nos últimos 100 anos, como mostram as observações, o pólo norte magnético tem se movido para o leste (do norte do Canadá através do Oceano Ártico até a Sibéria), seu movimento já foi de cerca de 1.000 km. Ainda não está claro que este seja o início de outra inversão, ou parte de uma oscilação normal, após a qual o pólo retornará ao seu lugar habitual.

Campo térmico da Terra. O planeta Terra está em equilíbrio termodinâmico com o meio ambiente, absorve e irradia simultaneamente quantidades aproximadamente iguais de calor. A principal fonte de energia externa para a Terra é o Sol. O valor médio da densidade do fluxo de energia solar sobre a atmosfera terrestre é de aproximadamente 0,14 W/cm 2 . Quase metade da energia incidente (cerca de 45%) é refletida no espaço mundial, o restante da energia é acumulada pela atmosfera, água, solo e plantas verdes. Transformada em calor, a energia da radiação solar põe em movimento massas de ar atmosférico e enormes massas de água nos oceanos do mundo.

As fontes internas também dão uma certa contribuição para a criação do campo térmico da Terra. Existem muitas dessas fontes, mas apenas três devem ser atribuídas às principais: o decaimento dos elementos radioativos, a diferenciação da densidade (gravitacional) da matéria e o atrito das marés.

O campo térmico escalar da Terra tem uma estrutura bastante complexa. Na camada superior da crosta terrestre (até 30 - 40 m), a influência do aquecimento da superfície pelos raios solares afeta, em conexão com isso, essa camada é chamada zona solar térmica. A temperatura nesta zona muda periodicamente durante o dia e ao longo do ano. Quanto maior o período de flutuações de temperatura da superfície, mais profundamente essas flutuações penetram no interior da Terra, mas em qualquer caso, a amplitude das flutuações de temperatura diminui exponencialmente com o aumento da profundidade.

O regime de temperatura da zona inferior da crosta terrestre, chamada zona geotérmica, é determinado pelo calor interno. Nesta zona, com o aumento da profundidade, a temperatura aumenta, a taxa de sua mudança é diferente em diferentes partes da superfície do globo, o que está associado tanto à diferente condutividade térmica das rochas quanto ao fluxo de calor desigual que passa por seus interiores .

Entre as zonas solar e geotérmica existe um cinturão de temperaturas constantes, dentro do qual a temperatura média anual correspondente a uma determinada região é aproximadamente constante. A profundidade de ocorrência deste cinturão depende das propriedades termofísicas das rochas e da latitude da área (aumenta com o aumento da latitude). Se a temperatura média anual de alguma área for negativa, a precipitação que penetra nas entranhas se transforma em gelo, sob essas condições, o chamado gelo é formado. permafrost. Nas zonas de permafrost, cuja área total é cerca de um quarto de toda a superfície sólida do nosso planeta, a camada superior do solo derrete no verão a uma profundidade de vários centímetros a 3 a 4 metros.

O desenvolvimento da economia nacional e mundial ainda se baseia no crescimento do consumo de energia. No século XX, a população da Terra aumentou 2,2 vezes e o consumo de energia 8,5 vezes. No contexto da crise energética iminente, a energia solar, assim como a energia térmica do interior da Terra, pode e deve competir com as fontes tradicionais de energia (petróleo, gás, carvão, combustível nuclear).

A Terra é um planeta único no sistema solar. - conceito e tipos. Classificação e características da categoria "A Terra é um planeta único do sistema solar". 2017, 2018.

Breve descrição do planeta Terra. Coordenadas geográficas. A singularidade da Terra na família de planetas do sistema solar se deve principalmente ao fato de que a vida existe apenas em nosso planeta. As chances de encontrar pelo menos as formas mais simples de vida em planetas vizinhos (mesmo em Marte) são estimadas pela maioria dos cientistas como próximas de zero. Outras características únicas da Terra (a presença de uma atmosfera com alto teor de oxigênio, a presença de um oceano que ocupa 70% da superfície do planeta, alta atividade tectônica, um forte campo magnético etc.) da vida: ou contribuíram para o seu surgimento, ou são consequências da vida.

A esfericidade da Terra (e os antigos gregos sabiam que a Terra é uma bola) predetermina a alocação de conchas concêntricas em sua estrutura. Pela primeira vez, tal abordagem para o estudo do nosso planeta foi proposta pelo geólogo austríaco E. Suess, que também sugeriu chamar essas conchas geosferas. A forma real da Terra é um pouco diferente da esférica, e com modelagem matemática rigorosa de sua forma, tais conceitos são mais frequentemente usados ​​como elipsóide e geóide. geóide (o que significa parecido com a terra) é o modelo mais preciso da Terra, é um corpo geométrico único, cuja superfície coincide com a superfície do nível médio de águas calmas do oceano, estendida mentalmente sob os continentes, de modo que um fio de prumo em qualquer ponto se cruza esta superfície em ângulo reto. As superfícies do elipsóide e do geóide não coincidem, a discrepância entre eles pode chegar a ± 160 m. Em relação à superfície do geóide, as alturas e profundidades dos pontos na superfície real da Terra são medidas. O Everest tem a altura máxima (8.848 m), e a Fossa das Marianas, no Oceano Pacífico, tem a maior profundidade (11.022 m). O raio equatorial da Terra é de 6375,75 km, enquanto os raios polares não são os mesmos: o norte é 30 metros maior que o sul e equivale a 6355,39 km (respectivamente, o sul é 6355,36 km).

O eixo de rotação da Terra, passando pelos pólos e pelo centro do planeta, está inclinado em relação ao plano de sua órbita em um ângulo de 66 ° 33 "22". É esse valor que determina a duração do dia e da noite em diferentes latitudes e afeta significativamente as características térmicas (climáticas) de várias zonas do globo. A Terra faz uma rotação em torno de seu eixo em 23 horas 56 minutos e 4 segundos, esse período de tempo é chamado de dia sideral, e um dia em que exatamente 24 horas é chamado de dia médio ou solar.

O único satélite da Terra, a Lua, tem dimensões próximas às de Mercúrio, seu diâmetro é de 3.476 km e o raio médio da órbita é de 384,4 mil km. A órbita da Lua está inclinada em relação à órbita da Terra em 5 graus. O período de rotação da Lua em torno de seu eixo coincide absolutamente com o período de sua revolução em torno da Terra, de modo que apenas um hemisfério lunar pode ser visto da Terra.

As linhas de seção do globo por planos paralelos ao equatorial são chamadas de paralelas, e as linhas de seção por planos que passam pelo eixo de rotação da Terra são chamadas de meridianos. Cada paralelo tem sua própria latitude (norte ou sul), e cada meridiano tem sua própria longitude (oeste ou leste). O conjunto de paralelos e meridianos é chamado de grade geográfica, com sua ajuda a determinar as coordenadas geográficas de qualquer ponto da superfície da Terra.

A latitude geográfica de um ponto arbitrário é o ângulo entre o plano equatorial e a normal que passa por este ponto (um fio de prumo), a latitude varia de zero (no equador) a 90 graus. Longitude é o ângulo entre o plano meridional de um determinado ponto e o plano de algum meridiano, convencionalmente tomado como inicial (tal meridiano inicial passa pelo Observatório Astronômico de Greenwich * e é chamado de Greenwich). A longitude varia de zero a 180°, o meridiano, que corresponde à latitude de 180°, é a linha de data.

Por conveniência de contagem de tempo e coordenação temporal das atividades humanas, a superfície da Terra é dividida (na primeira aproximação ao longo dos meridianos) em 24 fusos horários. O engenheiro canadense Fleming propôs em 1879 usar o sistema de fuso horário para contar o tempo, hoje o mundo inteiro usa esse sistema. Uma mudança no tempo em 1 hora deve corresponder a uma mudança na longitude em 15 °, no entanto, os limites dos fusos horários coincidem estritamente com os meridianos apenas nos oceanos; em terra, os fusos horários adjacentes são separados, como regra, não por meridianos, mas por alguns próximos a eles (e às vezes não muito próximos) limites administrativos.

A inclinação do eixo da Terra em relação ao plano da eclíptica, como já observado, determina os limites latitudinais das zonas climáticas (cinturões). A zona central da superfície da Terra, cujos limites são os trópicos norte e sul, é chamada tropical, a latitude de cada trópico é 23 ° 26 "38". Na zona tropical, o Sol passa pelo zênite duas vezes por ano ao meio-dia , e na latitude dos trópicos ocorre no zênite apenas uma vez: ao meio-dia de 21 de junho no trópico norte e em 22 de dezembro no sul.

Os paralelos geográficos que correspondem à latitude 66 ° 33 "22" "são chamados de círculos polares, a área entre o polo e o círculo polar é chamada de cinturão polar. Somente além do círculo polar (ou seja, em uma região de latitude mais alta) fazem tais fenômenos como dia polar e noite polar ocorrem Entre o Círculo Polar Ártico e o Trópico em cada hemisfério há uma zona temperada (região de clima temperado).

A estrutura da terra. Geosferas externas e internas. Costuma-se referir às geosferas externas como atmosfera, hidrosfera e biosfera, embora a última delas deva ser considerada como uma camada intermediária, pois inclui a hidrosfera e as áreas da atmosfera e da crosta terrestre (e isso já é a casca interna) dentro da qual existe vida orgânica. Às vezes, a magnetosfera é considerada como a geosfera externa, o que também não se justifica totalmente, pois o campo magnético está presente em qualquer uma das geosferas.

Atmosfera. A atmosfera da Terra é uma mistura de gases, suas camadas inferiores também contêm umidade e partículas de poeira. O ar seco e purificado perto da superfície da Terra contém cerca de 78% de nitrogênio, um pouco menos de 21% de oxigênio e cerca de 1% de argônio. A participação do dióxido de carbono é de aproximadamente 0,03%, e a participação de todos os outros gases (hidrogênio, ozônio, gases inertes, etc.) é de cerca de 0,01%. A composição da atmosfera praticamente não muda até altitudes da ordem de 100 km. Ao nível do mar à pressão normal (1 atm \u003d 1,033 kg / cm 2 \u003d 1,013 10 5 Pa), a densidade do ar seco é de 1,293 kg / m 3, mas à medida que você se afasta da superfície da Terra, a densidade do ar massa de ar e a pressão associada a ela diminuem rapidamente. A atmosfera é continuamente umedecida pela evaporação da água da superfície dos corpos d'água. A concentração de vapor de água diminui com o aumento da altura mais rapidamente do que a concentração de gases - 90% da umidade está concentrada na camada inferior de cinco quilômetros.

Com uma mudança de altitude, não apenas a densidade, pressão e temperatura do ar mudam, mas também outros parâmetros físicos da atmosfera, e em altitudes elevadas sua composição também muda. Portanto, é costume distinguir várias cascas esféricas com diferentes propriedades físicas na atmosfera. Os principais são troposfera, estratosfera e ionosfera. A extensão da altura (espessura) de uma ou outra concha esférica da Terra (isso também se aplica às conchas internas) é frequentemente chamada de potência.

A troposfera contém cerca de 80% da massa total de ar, sua espessura é de 8 a 12 km nas latitudes médias e até 17 km acima do equador. Com o aumento da altitude, a temperatura do ar dentro da troposfera diminui continuamente até valores da ordem de -85 ° C (a taxa de diminuição da temperatura é de aproximadamente 6 graus por quilômetro). Devido ao aquecimento desigual da superfície do globo, as massas de ar troposféricas estão em movimento contínuo, transportando não apenas calor, mas também umidade, poeira e todos os tipos de emissões. São esses fenômenos na troposfera que moldam principalmente o tempo e o clima na Terra.

A estratosfera se estende acima da troposfera até altitudes de cerca de 50...55 km. Dentro desta camada, há um aumento da temperatura com o aumento da altura; no limite superior da estratosfera, a temperatura é próxima de zero. Praticamente não há vapor de água na estratosfera. Em altitudes de 20 a 40 km existe um chamado. ozonosfera, ou seja camada de ozônio. Essa camada é frequentemente chamada de escudo do planeta, pois absorve quase completamente a radiação ultravioleta dura (onda curta) do Sol, que é prejudicial a toda a vida na Terra.

Entre as alturas de 55 e 80 km há uma camada na qual a temperatura diminui novamente com a altura. No topo desta camada, que é chamada de mesosfera, a temperatura é de cerca de -80°C. Atrás da mesosfera, até altitudes de cerca de 800...1300 km, está a ionosfera (às vezes essa camada também é chamada de termosfera, pois a temperatura nessa camada aumenta continuamente com o aumento da altitude).

Hidrosfera. Quatro tipos de água são distinguidos como parte da hidrosfera: a oceanosfera, ou seja, as águas salgadas dos mares e oceanos (86,5% da massa), as águas doces da terra (rios e lagos), as águas subterrâneas e as geleiras. 97% das águas da oceansfera estão concentradas no Oceano Mundial, que não é apenas o principal reservatório de água, mas também o principal acumulador de calor do nosso planeta. Graças ao oceano, a vida se originou na Terra, uma atmosfera de oxigênio foi formada e é preservada, o oceano mantém um baixo nível de dióxido de carbono na atmosfera, protegendo o planeta do efeito estufa (o oceano, em uma extensão muito maior do que a terrestre vegetação, desempenha as funções dos "pulmões" do nosso planeta).

Em geral, o oceano mundial, cuja profundidade média é de cerca de 3,6 km, é frio, apenas 8% da água é mais quente que 10 o C. A pressão na coluna de água aumenta com a profundidade a uma taxa de 0,1 at/m . A salinidade das águas oceânicas, cujo valor médio é de cerca de 35 ppm (35 ‰), não é a mesma (de 6 ... 8 ‰ nas águas superficiais do Báltico a 40 ‰ na superfície do Mar Vermelho) . Ao mesmo tempo, a composição e o conteúdo relativo de vários sais permanecem inalterados em todos os lugares, o que indica a estabilidade do equilíbrio dinâmico entre a dissolução de substâncias que entram no oceano da terra e sua precipitação.

A capacidade calorífica específica da água é cerca de 4 vezes maior que a do ar, no entanto, devido à enorme diferença de densidade (quase 800 vezes), 1 metro cúbico de água, resfriando em 1 grau, é capaz de aquecer mais de 3000 cúbicos metros de ar em 1 grau. Nas latitudes temperadas e altas, as águas do Oceano Mundial acumulam calor no verão e o liberam na atmosfera no inverno, razão pela qual o clima nas áreas costeiras é sempre mais ameno do que nas profundezas dos continentes. Nas latitudes equatoriais, a água é aquecida o ano todo, e esse calor é levado pelas correntes oceânicas para as regiões de alta latitude, enquanto as águas frias, captadas por contracorrentes profundas, retornam aos trópicos. Além das correntes e contracorrentes, as águas oceânicas se movem e se misturam devido aos fluxos e refluxos, além de ondas de natureza diversa, entre as quais as ondas de vento, ondas baricas e tsunamis.

Biosfera. A presença de uma hidrosfera e uma atmosfera com alto teor de oxigênio distingue significativamente nosso planeta de todos os outros do sistema solar. Mas a principal diferença da Terra é a presença de matéria viva nela - vegetação e fauna. O termo biosfera foi introduzido na circulação científica pelo já citado E. Suess.

A biosfera cobre todo o espaço onde existe matéria viva - a parte inferior da atmosfera, toda a hidrosfera e os horizontes superiores da crosta terrestre. A massa de matéria viva, que é de aproximadamente 2,4 10 15 kg, é desprezível mesmo em comparação com a massa da atmosfera (5,15 10 18 kg), porém, em termos do grau de impacto no sistema chamado Terra, essa casca é significativamente superior a todos os outros.

A base da matéria viva é o carbono, que dá uma variedade infinita de compostos químicos. Além dele, a composição da matéria viva inclui oxigênio, hidrogênio e nitrogênio, outros elementos químicos são encontrados em pequenas quantidades, embora seu papel no suporte à vida de certos organismos possa ser extremamente importante. A maior parte da matéria viva está concentrada em plantas verdes. O processo de construção natural de matéria orgânica usando energia solar - fotossíntese- envolve enormes massas de dióxido de carbono (3,6 10 14 kg) e água (1,5 10 14 kg) na circulação anual, enquanto 2,66 10 14 kg de oxigênio livre são liberados. Do ponto de vista químico, a fotossíntese é uma reação redox:

CO 2 + H 2 O → CH 2 O + O 2.

De acordo com o método de nutrição e relação com o ambiente externo, os organismos vivos são divididos em autotróficos e heterotróficos. Estes últimos se alimentam de outros organismos e seus restos, enquanto o alimento para organismos autotróficos são substâncias minerais (inorgânicas). A maioria dos organismos são aeróbicos, ou seja, só podem existir em um ambiente contendo ar (oxigênio). Uma parte menor (principalmente microorganismos) refere-se aos anaeróbios, vivendo em um ambiente livre de oxigênio.

Com a morte dos organismos vivos, ocorre um processo inverso da fotossíntese, as substâncias orgânicas se decompõem por oxidação. Os processos de formação e decomposição da matéria orgânica estão em equilíbrio dinâmico, devido ao qual a quantidade total de biomassa permaneceu praticamente inalterada desde o nascimento da vida na Terra.

A influência da biosfera nos processos de evolução geológica da Terra foi analisada em detalhes pelo destacado cientista russo Acadêmico V.I. Vernadsky. Por mais de três bilhões de anos, a matéria viva vem absorvendo e transformando a energia do Sol. Uma parte significativa dessa energia é conservada em depósitos minerais de origem orgânica, a outra parte é utilizada na formação de diversas rochas, no acúmulo de sais nos oceanos, no acúmulo de oxigênio contido na atmosfera, bem como dissolvido no oceano. água e incluídos em rochas. Vernadsky foi o primeiro a apontar o papel principal da biosfera na formação da composição química da atmosfera, hidrosfera e litosfera, devido à atividade geoquímica incomumente alta da matéria viva.

A vida na Terra existe em uma enorme variedade de formas, no entanto, todas essas formas não existem de forma autônoma, mas estão conectadas por relacionamentos complexos em um único complexo gigante em desenvolvimento contínuo.

As geosferas internas são conchas no corpo sólido da Terra. Nele podem ser distinguidas três grandes áreas (conchas internas principais): central - núcleo, intermediário - manto e exterior- a crosta terrestre. Até agora, foi possível mergulhar nas entranhas da Terra para fins de estudo direto apenas a uma profundidade de pouco mais de 12 km, um poço ultraprofundo foi perfurado em nosso país (na Península de Kola). Mas 12 km é menos de 0,2% do raio da Terra. Portanto, com a ajuda de perfurações profundas e ultraprofundas, é possível obter dados sobre a estrutura, composição e parâmetros do interior da Terra apenas nos horizontes superiores da crosta.

Os geofísicos obtêm informações sobre áreas profundas, incluindo as superfícies que separam várias conchas internas, analisando e resumindo os resultados de inúmeras sísmicas (do grego. sísmica» - pesquisa de oscilação, terremoto). A essência desses estudos (de forma simplificada) é que, com base nos resultados da medição do tempo de passagem de uma onda sísmica entre dois pontos na superfície (ou no interior) do globo, sua velocidade pode ser determinada, e por o valor da velocidade da onda, os parâmetros do meio em que se propagou.

A crosta terrestre é chamada de concha de pedra superior, cuja espessura em várias áreas varia de 6 a 7 km (sob depressões oceânicas profundas) a 70 a 80 km sob o Himalaia e os Andes. Podemos dizer que a superfície inferior da crosta terrestre é uma espécie de "reflexo espelhado" da superfície externa do corpo sólido da Terra. Essa superfície - a interface entre a crosta e o manto - é chamada de seção de Mohorovich.

A composição química da crosta terrestre é dominada por silício e alumínio, daí o nome convencional desta concha - "sial". A estrutura da crosta terrestre distingue-se pela grande complexidade, cuja manifestação é claramente expressa heterogeneidades verticais e horizontais. Na direção vertical dentro da crosta terrestre, três camadas são tradicionalmente distinguidas - sedimentar, granito e basalto. As rochas que formam essas camadas são diferentes em composição e origem.

O manto está localizado entre o núcleo e a crosta terrestre, a superfície que separa o manto e o núcleo é chamada de seção de Wiechert-Gutenberg. Esta é a concha intermediária e maior da Terra, estendendo-se a profundidades de cerca de 2900 km. A massa do manto é cerca de 2/3 da massa total do planeta. No limite da crosta terrestre e do manto, a temperatura pode exceder 1000 ° C e a pressão é de 2000 MPa. Nestas condições, a substância do manto pode passar do estado cristalino para o estado amorfo (vítreo). É muito mais difícil julgar a composição química da substância do manto, no entanto, essa concha é chamada de " sima". Isso significa que os elementos predominantes na composição do manto (pelo menos na composição do manto superior) são o silício e o magnésio.

O núcleo é a concha central e mais densa da Terra, seu raio é de 3470 km. Na fronteira Wiechert-Gutenberg, as ondas transversais desaparecem, o que nos permite concluir que a parte externa do núcleo está em estado líquido. Dentro da parte interna do núcleo (seu raio é de aproximadamente 1250 km), a velocidade das ondas longitudinais aumenta novamente, e acredita-se que a matéria passe novamente para o estado sólido. A composição química do núcleo externo e interno é aproximadamente a mesma, predominando o ferro e o níquel, daí o nome condicional dessa casca ser "nife".

Campos físicos da Terra. A descrição da estrutura do nosso planeta ficará incompleta se não considerarmos seus campos físicos, principalmente os campos gravitacionais e magnéticos. O conceito de "campo" é utilizado nos casos em que cada ponto em uma determinada área do espaço pode ser associado ao valor de alguma grandeza física. Nesse sentido, pode-se falar de campo de temperatura (campo térmico), campo de velocidade, campo de força, etc. De acordo com a natureza da grandeza física, os campos são divididos em vetoriais e escalares.

Campo gravitacional da Terra. A lei da gravitação universal estabelecida por I. Newton é expressa pela fórmula

F t \u003d GMm / r 2,

onde F t é a força gravitacional, M e m são as massas dos corpos que interagem, r é a distância entre os centros de gravidade desses corpos, G = 6,673·10 -11 m 3 s -2 kg -1 é a força gravitacional constante.

Descrevendo a interação gravitacional de um pequeno corpo de massa m com um grande corpo celeste (por exemplo, a Terra), é conveniente escrever a lei da gravidade na forma:

onde l = GM é a constante gravitacional do corpo celeste considerado. No caso da Terra, esta constante tem um valor de cerca de 4,10 14 m 3 s -2 .

Se um pequeno corpo (ponto gravitacional) está próximo da superfície de um corpo celeste, a força de atração é determinada como

onde g \u003d l / r 2 é a aceleração de um corpo em queda livre. No caso da Terra, como se sabe, g = 9,8 m/s 2 .

Observe que se for necessário determinar a força gravitacional com alta precisão, é necessário levar em consideração a dependência de g das coordenadas do ponto em que essa força é determinada. Assumindo uma distribuição uniforme de massa sobre o volume da Terra, a força da gravidade em qualquer ponto pode ser calculada. Os desvios dos valores reais (medidos) da aceleração g dos calculados (as chamadas anomalias gravitacionais) que estão disponíveis na prática são principalmente devidos à distribuição desigual das massas. Um estudo aprofundado do campo gravitacional da Terra permite não apenas identificar grandes distúrbios tectônicos, mas também procurar depósitos minerais.

O campo magnético da Terra. O fato de a Terra ter propriedades magnéticas é conhecido desde os tempos antigos. Basta dizer que a história das medições magnéticas diretas no globo tem mais de 400 anos (os resultados dos estudos experimentais do “grande ímã - a Terra” foram publicados pelo naturalista inglês W. Gilbert em 1600). Nosso planeta é de fato um grande ímã, o formato do campo magnético moderno da Terra é próximo ao que seria criado por um dipolo magnético colocado no núcleo.

Qualquer rocha terrestre no momento de sua formação sob a ação de um campo geomagnético adquire magnetização, que persiste até que essa rocha seja aquecida a temperaturas superiores à temperatura de Curie. Ao estudar a remanência natural de rochas cuja idade é conhecida, pode-se aprender sobre a distribuição espacial e as mudanças temporais do campo geomagnético no passado. Pode-se dizer que as informações sobre a evolução do campo geomagnético são literalmente “registradas” no interior da Terra. O papel de um transportador magnético é melhor desempenhado por rochas ígneas erupcionadas de vulcões em altas temperaturas (acima da temperatura de Curie para os materiais ferromagnéticos contidos nessas rochas). Um dos resultados mais importantes de tal paleomagnético pesquisa é a descoberta do chamado. inversões campo geomagnético (às vezes o termo " reversão”), ou seja, uma mudança na direção do momento magnético da Terra para o oposto.

Os pólos magnéticos do nosso planeta não coincidem com os geográficos e podem mudar de posição ao longo do tempo. Nos últimos 100 anos, como mostram as observações, o pólo norte magnético tem se movido para o leste (do norte do Canadá através do Oceano Ártico até a Sibéria), seu movimento já foi de cerca de 1.000 km. Ainda não está claro que este seja o início de outra inversão, ou parte de uma oscilação normal, após a qual o pólo retornará ao seu lugar habitual.

Campo térmico da Terra. O planeta Terra está em equilíbrio termodinâmico com o meio ambiente, absorve e irradia simultaneamente quantidades aproximadamente iguais de calor. A principal fonte de energia externa para a Terra é o Sol. O valor médio da densidade do fluxo de energia solar sobre a atmosfera terrestre é de aproximadamente 0,14 W/cm 2 . Quase metade da energia incidente (cerca de 45%) é refletida no espaço mundial, o restante da energia é acumulada pela atmosfera, água, solo e plantas verdes. Transformada em calor, a energia da radiação solar põe em movimento massas de ar atmosférico e enormes massas de água nos oceanos do mundo.

As fontes internas também dão uma certa contribuição para a criação do campo térmico da Terra. Existem muitas dessas fontes, mas apenas três devem ser atribuídas às principais: o decaimento dos elementos radioativos, a diferenciação da densidade (gravitacional) da matéria e o atrito das marés.

O campo térmico escalar da Terra tem uma estrutura bastante complexa. Na camada superior da crosta terrestre (até 30 - 40 m), a influência do aquecimento da superfície pelos raios solares afeta, portanto, essa camada é chamada zona solar térmica. A temperatura nesta zona muda periodicamente durante o dia e ao longo do ano. Quanto maior o período de flutuações de temperatura da superfície, mais profundamente essas flutuações penetram no interior da Terra, mas em qualquer caso, a amplitude das flutuações de temperatura diminui exponencialmente com o aumento da profundidade.

O regime de temperatura da zona inferior da crosta terrestre, chamada zona geotérmica, é determinado pelo calor interno. Nesta zona, com o aumento da profundidade, a temperatura aumenta, a taxa de sua mudança é diferente em diferentes partes da superfície do globo, o que está associado tanto à diferente condutividade térmica das rochas quanto ao fluxo de calor desigual que passa por seus interiores .

Entre as zonas solar e geotérmica existe um cinturão de temperaturas constantes, dentro do qual a temperatura média anual correspondente a uma determinada região é aproximadamente constante. A profundidade de ocorrência deste cinturão depende das propriedades termofísicas das rochas e da latitude da área (aumenta com o aumento da latitude). Se a temperatura média anual de alguma área for negativa, a precipitação que penetra nas entranhas se transforma em gelo, sob essas condições, o chamado gelo é formado. permafrost. Nas zonas de permafrost, cuja área total é cerca de um quarto de toda a superfície sólida do nosso planeta, o solo superficial derrete no verão a uma profundidade de vários centímetros a 3-4 metros.

O desenvolvimento da economia nacional e mundial ainda se baseia no crescimento do consumo de energia. No século 20, a população da Terra aumentou 2,2 vezes e o consumo de energia 8,5 vezes. No contexto da crise energética iminente, a energia solar, assim como a energia térmica do interior da Terra, pode e deve competir com as fontes tradicionais de energia (petróleo, gás, carvão, combustível nuclear).