Sfery powłoki ziemskiej i ich współzależności
Ziemia jest trzecią od Słońca w Układzie Słonecznym planetą, znajdującą się 150 mln. km od niego.
W budowie Błękitnej Planety wyróżniamy następujące warstwy, które stanowią jej części oddzielne lecz wzajemnie przenikające się:
- Atmosfera
- Hydrosfera
- Litosfera
- Pedosfera
- Biosfera
Każda z tych sfer posiada swoją specyfikę składu oraz budowy, i tak:
ATMOSFERA - jest to powłoka gazowa otaczająca Ziemię, składa się z mieszaniny gazów zwanej powietrzem.
W porównaniu z rozmiarami Ziemi otaczająca ją warstwa powietrza jest cienką powłoką. Górna granica atmosfery nie jest dokładnie określona, przechodzi stopniowo w przestrzeń międzyplanetarną. Jest układem dynamicznym, w którym zachodzi przemieszczanie mas powietrza; źródłem energii dla tego procesu jest energia promieniowania słonecznego. Atmosfera Ziemska nie jest jednorodna, składa się z czterech warstw podzielonych według właściwości fizycznych fizycznych chemicznych.
Najniższa warstwa to troposfera ma od 8 do 16 km grubości. To w niej powstają wiatry, chmury i burze.
Następna warstwa nosząca nazwę stratosfery rozciąga się do wysokości 50 km.
W przeciwieństwie do troposfery stratosfera jest spokojna, to też piloci odrzutowców często kierują do niej samoloty aby uciec od burzliwego powietrza znajdującego się poniżej. W porównaniu z resztą atmosfery stratosfera zawiera dużo ozonu, jednej z postaci tlenu. Gaz ten nieustannie się tam tworzy i znów jest rozkładany do postaci zwykłego tlenu. Ozon ma wielkie znaczenie dla życia na Ziemi. Przy wytwarzaniu i rozkładzie ozonu pochłaniane są duże ilości energii słonecznej, zwłaszcza w postaci promieniowania ultrafioletowego, stratosfera jest więc cieplejsza i stabilniejsza niż troposfera. Działa ona jak dach osłaniający system pogodowy najniższej części atmosfery. Dzięki niej większość niszczącego życie promieniowania nie dociera do powierzchni Ziemi.
Trzecia warstwa - chłodna mezosfera - rozciąga się do wysokości 80 km. To w niej tworzą się świetliste smugi meteorów. Powyżej znajduje się silnie rozrzedzone, naładowane elektrycznie powietrze atmosfery, w której powstają migoczące zorze polarne.
Atmosferę łączą procesy z innymi sferami np:
Z hydrosferą procesy parowania i skraplania. W wyniku parowania zmienia się zawartość pary wodnej w atmosferze, a w wyniku skraplania i opadów zmienia się zawartość wody w zbiornikach. Na zawartość pyłów i gazów w atmosferze mają wpływ procesy litosfery n.p wybuchy wulkanów. Zdolność do transportowania materiału stałego przez wiatr powstający w atmosferze jest przyczyną powstawania piaszczystych wydm, a tam gdzie ląd nie jest chroniony przez pokrywę roślinną, wiatr z łatwością wywiewa ziarna gleby, piasku i pyłu i unosi je ze sobą. Podczas suszy wiele ton żyznej próchnicy ulega w ten sposób zniszczeniu.
HYDROSFERA - to wodna powłoka Ziemi przenikająca skorupę Ziemską i atmosferę, obejmująca wodę występującą w przyrodzie w stanie stałym, ciekłym i gazowym. Pokrywa ona 70,8% powierzchni Ziemi w postaci wód otwartych i 3% w postaci lodowców. Światowe zasoby wody są ogromne, wynoszą ok. 1,35 mld km3. Większość wody, ok. 97% znajduje się w zasolonych morzach i oceanach, zaś 2% występuje w postaci lodowców i lądolodów. Niespełna 1% zasobów stanowi zdatna do użytku słodka znajdująca się w jeziorach, stawach, rzekach i wodach podziemnych. Skromne zasoby słodkiej wody muszą być stale uzupełniane. Na szczęście woda znajduje się w ciągłym ruchu. Krąży ona między oceanem, powietrzem i lądem w złożonym i nieprzerwanym cyklu. Obieg wody podtrzymywany jest przez Słońce, które ogrzewa powierzchnię mórz, zamieniając wodę w parę wodną. Woda paruje również z jezior, strumieni, liści roślin a nawet lodowców. Niewidoczna dla oka para wodna skrapla się w powietrzu, tworząc miliardy drobnych kropelek wody i kryształków lodu, z których powstają chmury. Zawarta w chmurach wilgoć wraca w końcu na powierzchnię Ziemi w formie deszczu, śniegu lub innego opadu. 80% opadów trafia bezpośrednio do oceanów i mórz a tylko 20% na kontynenty. Część wody opadowej wyparowuje z powierzchni lądów z powrotem do atmosfery, część spływa po powierzchni do mórz w postaci rzek. Część wody wsiąkającej w grunt jest pobierane przez rośliny (biosfera) i podlega transpiracji do atmosfery, część wody opadowej w postaci śniegu, lodu i lodowców. W hydrosferze najwcześniej rozminęło się życie i z niej wywodzą się organizmy lądowe
LITOSFERA - zewnętrzna, najbardziej sztywna sfera powłoki ziemskiej.
Badaniem litosfery zajmuje się geofizyka, rozróżnia on trzy główne warstwy budujące naszą planetę: skorupę ziemską, płaszcz i jądro. Różnią się one składem chemicznym, budową i właściwościami fizycznymi. Badania fal sejsmicznych dowiodły, że na pewnych głębokościach ulegają one odbiciu i załamaniu. Pozwala to stwierdzić, że budowa wnętrza Ziemi nie jest jednolita. Poszczególne jej warstwy oddzielone są od siebie tzw. powierzchniami nieciągłości. Skorupa Ziemska jest zewnętrzną warstwą litosfery, w skład której wchodzą wszystkie znane nam pierwiastki chemiczne. Zbudowana jest z dwóch stref:
- bazaltowej- obejmującej całą Kulę Ziemską
- granitowej- występującej pod kontynentami
Skorupa Ziemska znajduje się w ciągłym ruchu zarówno poziomym, jak i pionowym.
Poniżej skał bazaltowych znajduje się gruby płaszcz Ziemi. Dzieli się on na płaszcz zewnętrzny i wewnętrzny.
Płaszcz zewnętrzny budują związki:
-chromu
-żelaza
-krzemu
-magnezu
Górna część zewnętrznego płaszcza (jest już warstwą o cechach plastycznych) stanowi jak gdyby podściółkę zapewniającą skorupie ziemskiej ruchliwość. Jest obszarem powstawania wszystkich procesów tektonicznych.
Głębiej rozciąga się płaszcz wewnętrzny zbudowany głównie z niklu, żelaza, krzemu i magnezu.
W płaszczu Ziemi zachodzą zjawiska związane z powolnym przemieszczaniem się w górę plastycznych mas materii pod wpływem wysokiej temperatury (ruchy konwekcyjne). Magma zalegająca płytko ma temperaturę 600 do 950o C, a materie głębiej zalegające 1300 i więcej. Tendencja do wyrównywania się temperatur wewnątrz Ziemi prowadzi do tworzenia się pionowych i poziomych prądów cieplnych konwekcyjnych, które mogą wywoływać ruchy tektoniczne wyżej położonych mas skalnych. Są one prawdopodobnie przyczyną trzęsień Ziemi i erupcji wulkanicznych.
Płaszcz Ziemi sięga górnej granicy jądra, a więc do głębokości ok. 2900 km, temperatura jądra Ziemi wynosi 4500 do 6000oC. Dzieli się ono na jądro zewnętrzne i wewnętrzne, leżące poniżej 5100 km. Jądro zewnętrzne jest w stanie ciekłym natomiast jądro wewnętrzne ma właściwości ciała stałego.
Litosfera wpływa zarówno na hydrosferę, biosferę, pedosferę i atmosferę. Związki chemiczne przedostające się z dna wielkich zbiorników do wody zmieniają jej skład.
PEDOSFERA - powierzchniowa, biologicznie czynna warstwa skorupy Ziemskiej, powstała z różnych skał macierzystych pod wpływem czynników glebotwórczych – drobnoustroju, roślin wyższych, zwierząt, klimatu, wody, rzeźby terenu, gospodarki człowieka. Podstawową funkcją tej sfery jest zapewnienie roślinom warunków wzrostu i rozwoju. Istotną cechę tej sfery jest żyzność o jej żyzności decyduje głównie jej skład- minerały, woda, próchnica, drobnoustroje, działalność człowieka.
Woda pochodząca z opadów atmosferycznych atmosferycznych skraplania pary wodnej występuje w pedosferze w różnych postaciach postaciach n.p:
Woda higroskopijna, błonkowa, kapilarna, grawitacyjna, gruntowa (wody podziemne). Woda w glebie zawiera rozpuszczone związki chemiczne i tworzy roztwór glebowy, który w zależności od ph wpływa na właściwości gleby jako podłoża roślin. Rodzaj gleby uzależniony jest również od litosfery- inny rodzaj gleby powstaje na podłóż piaszczystym a inny na podłożu wapiennym, to z kolei determinuje rodzaj i typ roślinności. Z kolei system korzeniowy roślin niszczy podłoże skalne (litosferę) i prowadzi do powstania w tym miejscu gleby (pedosfery). Gleba chroniona pokrywą roślinną może zachowywać produktywność w nieskończoność. Liście i rośliny zmniejszają siłę uderzeń kropel deszczu, plątanina korzeni przytrzymuje cząsteczki gleby w miejscu. Gdy jednak pokrywa roślinna zostanie zniszczona, gleba staje się bardzo podatna na działanie erozji. Wciągu kilku miesięcy może to doprowadzić do usunięcia wielu to wartościowej gleby.
BIOSFERA - strefa, w której może istnieć życie. Obejmuje wody powierzchniowe, dolne warstwy i powierzchniową część skorupy ziemskiej. Granice biosfery nie są jednoznacznie określone, większość organizmów żyje do ok. 100m wysokości w atmosferze, 150m w głąb wody i 3m w głąb gleby. Zasięgi maksymalne są osiągane przez utajone formy życia n.p: zarodniki, nasiona mogą się znajdować poziomem Ziemi.
Biosfera jest ważnym czynnikiem wpływającym na pozostałe sfery. Roślinność wydzielając tlen zwiększa jego zawartość w atmosferze. Natomiast nagromadzenie odpadków organicznych prowadzi do zmiany w składzie chemicznym i fizycznym wody oraz do zanikania jezior.
Człowiek ma ogromny wpływ na środowisko zewnętrzne. Negatywny wpływ na sfery Ziemi ma przede wszystkim wzrost techniki i cywilizacji. Dzięki samochodom i fabrykom wytworzyła się dziura ozonowa. Wielu ludzi nie zdaje sobie sprawy, że jeżeli dalej będziemy przyczyniać się do jej powiększania, to życie na Ziemi przestanie istnieć. Oczywiście nie stanie się to z dnia na dzień, więc na razie nie mamy się czego obawiać, ale w przyszłości będzie to dużym kłopotem dla mieszkańców Ziemi. Niektórzy starają się zapobiec przewidywanej katastrofie, tworząc między innymi samochody napędzane energią słoneczną. Produkty z plastyku, szkła i innego rodzaju są przetwarzane wtórnie w ekologicznych fabrykach. W ten sposób wielu ludzi na całym świecie stara się nie dopuścić do tworzenia się dziury ozonowej.
Lecz niszczenie sfer Ziemi widać nie tylko w atmosferze. Oceany, morza, jeziora i rzeki są zatruwane przez ścieki ze statków, różnorodnych pojazdów i fabryk. Ludzie korzystają z wody cały czas. Bez niej nie moglibyśmy żyć. Ciągle bierzemy, ale w zamian nic nie dajemy. Nie wiadomo czy kiedyś nam jej nie zabraknie, więc powinniśmy o nią dbać póki jeszcze jest. Coraz mniej jest oczyszczalni, a coraz częściej wszelkie odpady wrzucamy do rzek, które później z nimi płyną do mórz i oceanów.
Nie dbamy także o drzewa i różnego rodzaju rośliny. Przecież to właśnie one dostarczają nam tlen niezbędny do życia. Wycięto wiele lasów po to, aby wybudować osiedla mieszkaniowe. Coraz częściej rośliny giną z nadmiaru spalin samochodowych i kwaśnych deszczów. Obecnie wiele gatunków zwierząt już wyginęło, a niektóre są na wyginięciu.
Lecz człowiek przyczynił się także do ratowania przyrody. Wielu ludzi poświęca swój czas na tworzenie szkółek leśnych, ratowanie zwierząt przed kłusownikami i pomaga im przetrwać w trudnych do życia okresach.
Większość wpływów człowieka na sfery powłoki ziemskiej jest negatywna. Tylko od nas zależy jak Ziemia będzie wyglądać za tysiąc lat. Więc postarajmy się, aby wyglądała jak najlepiej.