Параллельные несогласия характеризуются параллельным (т. е. внешне согласным) залеганием слоев, при котором их стратиграфическая (возрастная) последовательность нарушена в результате отсутствия (или, как говорят, выпадения из разреза) пачки слоев. Параллельные несогласия обычно сопровождаются размывом поверхности более древней толщи, следы которого более или менее легко обнаружить по неровностям (вымоинам); кроме того, залегающие несогласно молодые отложения часто начинаются межформационным конгломератом с галькой из обломков подстилающих пород (184, а, б). Однако иногда следов размыва не сохраняется, хотя отсутствие многих слоев (т. е. перерыв в накоплении осадков) достоверно устанавливается по органическим остаткам. В таких случаях стратиграфическое несогласие называют скрытым. Скрытые несогласия особенно часто встречаются на контактах рыхлых, слабо сцементированных и текучих отложений (плывунов, сапропелей и др.).

184. Типы несогласий в залегании горных пород. а — стратиграфическое несогласие (перерыв в осадко - накоплении с размывом поверхности горных пород, отложенных до перерыва); б— е — угловое несогласие (сочетание дислоцированных пород с более молодыми недислоцированными); г — 9 — угловое несогласие (сочетание двух толщ, дислоцированных с разной степенью интенсивности); е— ж — угловое несогласие (сочетание двух различно дислоцированных толщ с третьей, залегающей горизонтально); з — тектоническое несогласие (сочетание различно дислоцированных толщ по разлому): А Б — линия разлома.

Угловые несогласия характеризуются неодинаковыми углами падения слоев выше и ниже поверхности несогласия, когда, например, молодая слоистая толща несогласно ложится на размытую выровненную поверхность собранных в складки более древних пород (184, в). Разделенные таким несогласием толщи могут быть в свою очередь дислоцированы (184, г, д), а затем вновь размыты и несогласно перекрыты третьей горизонтально залегающей свитой (184, е, ж). В каждом угловом несогласии надо различать элементы залегания: а) пород нижнего комплекса; б) пород верхнего комплекса и в) поверхности несогласия. Частным случаем углового несогласия является азимутальное, при котором несогласно залегающие толщи отличаются не только по углам падения, но и по азимутам простирания.

Несогласия могут быть региональными, распространяющимися на большие пространства, и местными (локальными), проявленными на относительно небольших участках. Локальные угловые несогласия обычно проявляются лишь в присводовых участках антиклиналей и затухают в смежных синклиналях. Они характерны для прерывистых складок. Региональные угловые несогласия характерны для линейных складок. По ним устанавливаются фазы складчатости и время ее проявления: несогласно перекрытые складки, очевидно, образованы между временем отложения самой молодой из срезанных несогласием породой и самой древней из пород, перекрывающих складки.

Полировка стенок трещины с образованием «зеркал скольжения» распространена очень широко. Зеркала скольжения имеют характерную шероховатость, выражающуюся в том, что если проводить рукой в сторону движения, то шероховатость не ощущается, а в обратном направлении шероховатость ощущается отчетливо.

Царапины, борозды и желоба прочерчиваются остроугольными обломками или выступами твердых пород и минералов на стенках трещины во время относительного перемещения крыльев. Они различаются по размерам и частично по форме и происхождению. Царапины расширяются в направлении движения, так как при движении острие обломка или выступа стенки стачивается. Поэтому тупые концы царапин направлены по движению противоположной стенки. Если царапающий обломок при движении дробится, он делает несколько царапин, расходящихся в направлении движения. Углубления на стенках трещины (ушибы) производят выступы твердых пород или минералов на противоположной стенке. Если углубление имеет форму треугольника, его вершина направлена в сторону движения. При дугообразной форме углубления по движению направлена выпуклая сторона.

Волочение возникает при движении твердой поверхности одной из стенок по мягким породам другой. Мягкие породы размазываются по поверхности стенки, образуют слой грязи, предупреждающий образование значительных ушибов. Тонкослоистые и сланцеватые породы часто изгибаются в направлении движения и образуют несимметричные и опрокинутые складки с крутым крылом, обращенным в сторону движения. Такие складки называются складками волочения.

Для выяснения направления движения большое значение имеет «тектоническая глинка» — продукт измельчения пород при трении их друг о друга. Слои глинистой массы, выполняющей трещины, обычно загнуты в сторону движения  и служат  хорошим ориентиром, особенно когда трещина

пересекает массивные породы (например, магматические) и другие указано на направление движения отсутствуют. Исследование состава и характера тектонических глинок под микроскопом помогает решить вопрос о том, истерта ли только боковая порода или движение по трещине происходило после минерализации или во время нее.

Триасовый период  (система) получила свое название в Германии в 1834 г., где отложения системы легко подразделялись по составу пород на три части. Она разделяется на нижний, средний и верхний отделы. Фауна беспозвоночных триаса (рис. 117) довольно разнообразна и имеет смешанный характер: содержит и палеозойские, и мезозойские формы. Наиболее характерными для триаса и мезозоя вообще являются головоногие моллюски — аммониты. В триасе отмечается новый тип головоногих моллюсков — белемниты. Среди морских позвоночных в триасовый период появляются первые представители костистых рыб. В триасе отмечается дальнейшее развитие наземных позвоночных, возникают новые, не известные в палеозое, представители рептилий — динозавры, крокодилы, ящерицы, черепахи. Часть наземных рептилий переселилась в море и приспособилась к морскому образу жизни. Среди них следует упомянуть таких хищников, как плезиозавры и ихтиозавры, достигавших 8 м в длину.

В позднем триасе появляются первые примитивные млекопитающие, представленные карликовыми формами, близко стоящими к сумчатым. Они, однако, в течение мезозойской эры находятся в начальной стадии развития и имеют подчиненное значение среди наземных позвоночных.

Растительность триаса имеет мезозойский облик. В составе растений господствуют голосеменные, представленные хвойными, гинкговыми, цикадовыми, саговиковыми и др. Хвощи и папоротники имеют подчиненное значение. На триасовый период приходится 0,5% мировых запасов углей.

Органический мир разделяется на группу беспозвоночных животных, группу хордовых, или позвоночных, животных и группу растений. Дальнейшие систематические подразделения: типы, классы, отряды, семейства, роды, виды. В учебном пособии рассматривается лишь систематика наиболее крупных единиц — типов — с указанием отдельных представителей ископаемых органических остатков, наиболее широко распространенных в отложениях различных геологических периодов и имеющих важное значение в геологии.

Беспозвоночные животные. В группе беспозвоночных животных в настоящее время выделяют одиннадцать типов.

Простейшие животные (Protozoa). К этому типу относятся разнообразные микроскопические одноклеточные животные. Многие из них имеют твердую раковину, состоящую из известкового или кремневого вещества. К этому типу относят фораминиферы (корненожки), имеющие известковый скелет, например швагерины и фузулины, нуммулиты, орбитоиды, а также радиолярии (лучевики), имеющие раковину из аморфного кремнезема.

Губки (Рогifera) представляют собой самый примитивный, низший тип многоклеточных животных. Губки имеют кремневый или известковый скелет.

Археоциаты (Archaeocyathi) были широко распространены в раннем и среднем кембрии. Они имели известковый скелет и были представлены одиночными и колониальными формами. Иногда толщи известняков целиком состоят из разнообразных форм археоциат, характерных для раннего и среднего кембрия.

Кишечнополостные (Coelenterata) — исключительно водные животные, обитатели морей и пресных бассейнов. К этому типу относят медузы, стро-матопоры и кораллы. Кораллы имеют различное строение, в зависимости от которого их делят на табуляты (Tabulate), шестилучевые (Hexacorallia), восьмилучевые (Oktocorallia), четырехлучевые (Rugosa). Большинство кораллов — колониальные рифообразующие животные. Однако были широко распространены и одиночные формы. Табуляты и четырехлучевые кораллы -палеозойские животные. Шестилучевые и восьмилучевые кораллы появились в мезозое и широко распространены до настоящего времени.

Черви (Vermes) в ископаемом состоянии встречаются чрезвычайно редко. Наиболее распространены следы их жизнедеятельности в виде ходов на плоскостях напластования с низов кембрия до наших дней.

Мшанки (Bryosoa) — колониальные рифообразующие животные, встречающиеся от силура до современного периода. Большинство имело известковый скелет.

Плеченогие, или брахиоподы (Brachiopoda), — одиночные животные, имевшие двустворчатую раковину. Обычно одна из створок — брюшная — несколько больше и выпуклее другой — спинной. Плоскость симметрии проходит перпендикулярно к створкам раковины. Ископаемые брахиоподы представлены беззамковыми и замковыми формами. Беззамковые имели раковину из рогового или известково-рогового вещества, а замковые — известковую. Представители беззамковых брахиопод встречаются главным образом в отложениях нижнего палеозоя (например, Obolus), но некоторые (Lingula) встречаются от силура до настоящего времени. Из замковых брахиопод наибольшее значение имеют палеозойские представители родов продуктус, спирифер, пентамерус и др.; из мезозойских представителей-разнообразные теребратулины, ринхонелиды и другие, появившиеся в среднем палеозое и широко распространенные в мезозое.

Моллюски, или мягкотелые (Mollusca), имеют известковые раковины. В типе Mollusca выделяются три класса: Pelecypoda (Lamellibranchiata), Gastropoda и Cephalopoda. Пелециподы, или пластинчатожаберные (Pelecypoda, или Lamellibranchiata) — двустворчатые моллюски, наиболее характерные для мезозоя и кайнозоя. Плоскость симметрии раковины проходит между створками. Брюхоногие, или гастроподы (Gastropoda), имеют спирально завитую, иногда башенкообразную или конусовидную раковину асимметричной формы. Представлены не только водными, но и наземными формами (например, современные улитки).

Головоногие, или цефалоподы (Cephalopoda) — исключительно морские животные, представленные большим количеством отдельных форм, родов и классов. К головоногим относят несколько отрядов наутилоидей (Nauti-loidea) и аммоноидей (Ammonoidea). Наиболее древние представители це-фалопод имели прямую (например, ортоцерас и эндоцерас), полусогнутую или спирально завитую раковину. Раковина животных была разделена перегородками на отдельные камеры. В последней открытой жилой камере помещалось животное; другие камеры, служившие жилищем на более р них стадиях развития моллюска, были наполнены воздухом или см^_ газов. В центральной части камеры проходила тонкая известковая труб называемая сифоном. У палеозойских представителей головоногих перегородки между камерами имели простое строение. У более совершенных мезозойских цефалопод они были очень сложны. В соответствии с этим лопастная, или сутурная, линия, представляющая собой проекцию перегородок на стенки раковины и являющаяся диагностическим признаком для систематики и определения аммонитов, имеет у древних головоногих (гониатитов и цератитов) простое строение, а у типичных мезозойских аммонитов — очень сложное. К головоногим относятся и вымершие белемниты (Belemnites), или «чертовы пальцы», и ныне живущие каракатицы, осьминоги и др.

Иглокожие (Echino der mata) — морские животные, имеющие известковый скелет или панцирь из отдельных кальцитовых пластинок. К этому типу относятся многие вымершие и ныне живущие животные, наиболее важными из которых являются морские лилии, морские ежи и морские звезды. Представители иглокожих известны с кембрия.

Членистоногие (Arthropode), к ним принадлежат многие ныне живущие формы (раки, пауки и др.), а из вымерших — трилобиты, имевшие особенно широкое развитие в кембрии, ордовике и силуре и вымершие в перми. Они представляют собой наиболее примитивную группу членистоногих. Тело трилобитов было прикрыто хитиновым панцирем, который в продольном и поперечном направлении разделялся на три части. Многие представители членистоногих, например насекомые, постепенно приспособились к наземному образу жизни.

Полухордовые (Hemichordata). К этому типу беспозвоночных животных относят два вымерших в раннем палеозое класса животных — граптолиты, характерные для кембрия, и граптолоидеи, распространенные в ордовике и силуре. Граптолиты — морские колониальные, свободно плавающие животные. Некоторые из них вели прикрепленный образ жизни. Некоторые классы граптолитов (стереостолонаты) существовали до раннего карбона. Граптолиты встречаются наиболее часто в глинистых, битуминозных и кремнистых сланцах, реже — в аргиллитах и мергелях.

Хордовые, или позвоночные, животные разделяются на низшие хордовые (находятся на примитивной стадии развития) и высшие хордовые. Низшие хордовые характеризуются наличием внутри тела осевого скелета — гибкого упругого стержня — хорды, или спинной струны. Хорда протягивалась от переднего конца тела к заднему. Другие элементы скелета (череп, ребра и т. д.) отсутствовали. Единственным представителем хордовых, живущих ныне, является ланцетник. Вымершие представители не сохранились. Высшие хордовые характеризуются присутствием позвоночника. Группа позвоночных животных подразделяется нашесть классов: бесчелюстные (Agnatha), рыбы (Pisces), земноводные, или амфибии (Amphibia), пресмыкающиеся, или рептилии (Reptilia), птицы (Aves) и млекопитающие (Mammalia).

Бесчелюстные — наиболее примитивные позвоночные, встречаются с кембрия, а в силуре и девоне были уже широко распространены. К древнейшим бесчелюстным относятся панцирные рыбы. Их тело было заключено в панцирь из костных пластинок различной формы и размеров, крепко соединенных между собой. К современным бесчелюстным относятся миноги и миксины.

Рыбы отличаются от бесчелюстных наличием снабженных зубами челюстей и органов движения с внутренним скелетом. Наиболее примитивные девонские рыбы напоминают бесчелюстных панцирных рыб. Их голова и передняя часть тела были также покрыты панцирем (например, Pterichtys). Предки всех ныне живущих рыб — хрящевые рыбы — известны с силура и широкого развития достигли в девоне. Уже тогда были четыре существующих подкласса рыб: акуловые, химерообразные, двоякодышащие и совершенноротые. Класс совершенноротых рыб распадается на группы кистеперых и лучеперых. Эти рыбы, как и двоякодышащие, относятся к костным, имеющим костный скелет, чешуи и плавники. Полагают, что кистеперые рыбы были родоначальниками древнейших земноводных.

Земноводные, или амфибии, представляют собой низший класс четвероногих животных. Древнейшие амфибии — стегоцефалы, или покрытоголовые, — известны с девона. Их череп состоял из сплошного покрова «кожных костей», возникших за счет окостенения кожи и хрящевой основы. Конечности были приспособлены к наземному образу жизни. Наибольшего развития амфибии достигали в карбоне и перми.

Пресмыкающиеся, или рептилии, — холоднокровные, дышащие легкими, животные. Достигали расцвета в мезозое, и к настоящему времени большинство форм вымерло. Среди рептилий известно много видов, приспособившихся к различному образу жизни: наземному (парейазавры, динозавры, стегозавры и многие другие), водному (плавающие рыбо-ящеры — ихтиозавры и плезиозавры), воздушной среде (летающие ящеры — птерозавры и др.). Среди наземных рептилий были типично травоядные, хищные и др. Некоторые рептилии одновременно были приспособлены к наземному и водному образу жизни.

Птицы по основным чертам строения и по происхождению ближе всего стоят к пресмыкающимся. Древнейший представитель птиц (археоптерикс) был найден в литографских сланцах около г. Золенгофена (Бавария), относящихся к титонскому ярусу верхней юры. В своем строении древнейшие птицы сочетают как черты птиц, так и пресмыкающихся. Для раннего мела характерны зубастые птицы, а беззубые птицы, близкие к современным, встречаются в верхнемеловых отложениях.

Млекопитающие известны с позднего триаса. Среди современных млекопитающих обычно выделяют следующие подклассы: первозвери (Ргоtotheria), сумчатые (Меtatheria) и высшие, или плацентарные, млекопитающие (Euphoria). Особым разнообразием отличаются высшие млекопитающие, среди которых выделяют отряды насекомоядных, хищных, копытных, хоботных, грызунов, приматов и др. Приматы дали древнейшего предка человека –Pithecanthropus erectus.

Растения со всем разнообразием растительного мира ботаники подразделяют на пять основных типов: Тhallophyta, Вгуорhуtа, Рsilophyta, Рteridophyta, Spermatophyta.

К слоевищным (Тhallophyta) относятся бактерии, водоросли и грибы. Это одноклеточные и многоклеточные растения, еще не имеющие отдельных органов (корня, стебля, листьев), преимущественно водоросли, тело которых — слоевище — не дифференцировано на ткани и состоит из клеток, сходных по виду и функциям. Древнейшие бактерии известны в докембрии, а водоросли — в протерозое. Многие водоросли, выделяющие известь, являются породообразующими организмами, и слагают мощные толщи известняков.

Мохообразные растения (Вгуорhуtа) широко представлены среди современной флоры. В ископаемом состоянии встречаются очень редко.

Псилофиты (Рsilophyta) — древнейшие примитивные наземные растения, широко распространенные в силуре и вымершие в девоне. У растений этого типа еще не было дифференциации на листья, стебли и корни, а было слоевище. По виду это были малорослые формы (в виде небольших кустарников), которые росли в низинах, вблизи от воды.

Папоротникообразные (Рteridophyta) включают споровые растения, имевшие отчетливо выраженное разделение на корень, стебель и листья. К ним относятся хвощи, плауны и папоротники, широко представленные в ископаемом состоянии. Из хвощей в ископаемом состоянии широко распространены каламиты, из плаунов — лепидодендроны и сигиллярии, из папоротников — древовидные и обычные папоротники.

Семенные растения (Spermatophyta) подразделяются на голосеменные и покрытосеменные. Голосеменные разделяются на семенные папоротники, кордаитовые, гинкговые, беннеттитовые и хвойные. Покрытосеменные, или цветковые, растения делятся на однодольные и двудольные. В современную эпоху они представляют собой господствующий тип растений. Древнейшие покрытосеменные известны в меловых отложениях, а голосеменные — в каменноугольных. Псилофиты, папоротникообразные и семенные часто, объединяют в группу сосудистых растений.

Вопрос о возникновении жизни на Земле принадлежит к числу наиболее сложных вопросов науки. Вокруг этого вопроса на протяжении многих веков развертывалась борьба религии и науки, идеализма и материализма. Идеалисты утверждают, что возникновение жизни нельзя объяснить материальными причинами. По их представлениям, в основе жизни лежат не материальные процессы, а недоступное разуму человека сверхъестественное высшее духовное начало — «божественный разум», «мировой дух» и т. д. По представлениям идеалистов и церковных учений, живая и мертвая природа была создана богом.

Диалектический материализм утверждает, что возникновение жизни представляет собой результат длительного процесса развития материи. Возникшие таким образом организмы в дальнейшем развивались, и древнейшие из них совершенно не сходны с современными. О возникновении жизни на Земле было высказано много гипотез, которые можно объединить в три группы.

Гипотезы, относящиеся к первой группе, утверждают, что жизнь на Земле была всегда. Она никогда не появлялась. Жизнь вечна, как вечна материя. Гипотеза потерпела поражение во второй половине XIX в. Эта гипотеза сливалась с церковным представлением о вечности божественного начала и основывалась на идеалистическом образе мышления. Жизнь на Земле могла возникнуть только на определенной стадии геологического развития планеты. Она могла возникнуть только из мертвой материи на одном из этапов ее эволюции.

Одна из гипотез второй группы, утверждающих, что жизнь занесена на Землю извне, с поверхности других небесных тел, была детально разработана физиком С. Арренпусом и поддержана другими учеными. Сторонники этих взглядов, известных под названием гипотезы «панспермии», утверждали, что зародыши жизни переносятся с других небесных тел при помощи светового давления. Попав таким путем на новую планету, они при благоприятных условиях могут оживать и развиваться. Эта гипотеза объясняет лишь механизм перенесения жизни и совершенно не затрагивает проблемы ее зарождения вообще и на Земле в частности. В конечном итоге она приводит к непознаваемости объективной реально существующей природы и имеет надуманный характер. Она вовсе не учитывает губительного действия космических и ультрафиолетовых лучей и других факторов, исключающих возможность длительного странствования зародышей жизни в мировом пространстве.

Гипотезы третьей группы утверждают, что жизнь возникла на самой Земле. Среди этой группы гипотез можно выделить существовавшие в древние и средние века представления о самопроизвольном зарождении организмов из почвы и гниющих отбросов. Такой взгляд был высказан Аристотелем, который, например, утверждал, что черви, моллюски, насекомые и некоторые растения возникли из морского ила, гниющей почвы или зарождались из росы. Процесс самозарождения происходил под влиянием высшей божественной силы или под действием «сил души». Это учение нашло поддержку в средние века среди богословов и служителей церкви, видевших в этом проявление божественной силы. Изобретение микроскопа и открытие в 1871 г. А. Левенгуком микроорганизмов способствовало дальнейшему развитию гипотезы самозарождения. Сторонники этой гипотезы считали, что микроорганизмы постоянно самозарождаются из неорганизованной мертвой материи.

Однако во второй половине XVII в. опытами было доказано, что самозарождение невозможно. Несмотря на это, гипотеза самозарождения господствовала до середины XIX в., когда Л. Пастер (1862 г.) еще раз доказал, что бактерии не самозарождаются в гниющих жидкостях, а попадают туда из воздуха и сами являются причиной гниения.

Вместе с широким распространением теории самозарождения в XVIII и XIX вв. делались неоднократные попытки дать проблеме зарождения жизни материалистическое объяснение. Представители механического материализма XVIII и XIX вв. считали, что жизнь на Земле возникла очень быстро, когда появились благоприятные химические и температурные условия. Однако современный уровень науки доказывает, что процесс возникновения жизни представляет собой длительный процесс развития материи, заканчивающийся образованием сложных органических белковых соединений.

Много нового в представлении о зарождении жизни на Земле внесли советские ученые, в частности акад. А. И. Опарин, который исходит с позиций диалектического материализма. Диалектический материализм утверждает, что жизнь не вечна, а представляет собой форму существования материи, которая могла возникнуть и возникла только в процессе развития самой материи. Теория А. И. Опарина устанавливает ряд последовательных этапов развития и превращения материи. Зарождение жизни на Земле представляется как длительный процесс со многими стадиями постепенного развития материи. Первая стадия — возникновение углеводородов и их производных, находившихся в горячей первичной атмосфере Земли в газообразном состоянии. Вторая стадия — выпадение этих веществ из атмосферы вместе с водой в период образования первичного Мирового океана. Третья стадия — образование в океане высокомолекулярных органических соединений. Эти соединения были рассеяны в воде и не имели надлежащего строения, свойственного живым организмам. Четвертая стадия — постепенное формирование коацерватов — гелеподобных коллоидных образований (полученных в лабораторных условиях). Пятая стадия — длительный естественный отбор среди коацерватов, закончившийся появлением белка, наделенного основным качеством жизни — самостоятельным обменом вещества. Возникшие в результате естественного отбора капельки коацерватов представляли собой уже не капли органического вещества, а живые существа — организмы.

Строение первичных живых существ резко отличалось даже от строения самых примитивных ископаемых организмов. Они не имели обычных элементов клетки — ядра, оболочек и пр.; питались органическими веществами, растворенными в окружающей среде; жили в бескислородной среде и представляли собой анаэробные существа. Доклеточные организмы дали начало клеточным организмам. Дальнейший этап в развитии примитивных организмов был вызван, по А. И. Опарину, недостатком растворенных в воде питательных органических соединений при растущем количестве живых организмов. Недостаток пищи привел к необходимости приспособления организмов к самостоятельному образованию органических веществ из углекислоты и воды. Позднее организмы выработали способность поглощать солнечную энергию и создавать органическое вещество за счет углерода. Так возникли первые автотрофные организмы — простейшие растения. Возникновение фотосинтеза у организмов имело крупнейшее значение в развитии органического мира. Началось выделение и накопление свободного кислорода, что привело к смене анаэробных форм аэробными. Смена условий вызвала и дальнейшую эволюцию органического мира — появление ветви первичных примитивных животных, остатки которых не сохранились даже в наиболее древних слоях земной коры.

]]> http://www.mygeos.com/2010/01/29/teoriya-vozniknoveniya-zhizni-na-zemle/feed 0 http://www.mygeos.com/2010/01/22/analiz-stroeniya-zemli-po-geofizicheskim-i-geoximicheskim-dannym http://www.mygeos.com/2010/01/22/analiz-stroeniya-zemli-po-geofizicheskim-i-geoximicheskim-dannym#comments Fri, 22 Jan 2010 22:01:36 +0000 Sansara http://www.mygeos.com/?p=1573 Непосредственному наблюдению доступны лишь самые верхние горизонты земной коры, выходящие на поверхность или вскрытые горными выработками и буровыми скважинами, максимальная глубина которых не достигает 10 км (в США скважина в штате Оклахома остановлена на глубине 9159 м, в штате Техас — 8687 м). На Кольском полуострове проходится сверхглубокая скважина с проектной глубиной 15 км, но пока она углублена на 7263 м (май 1975 г.). Строение более глубоких недр изучается геофизическими методами, из которых наиболее важное значение имеют сейсмические и гравиметрические.

Сейсмические методы основаны на изучении путей и скоростей распространения внутри Земли упругих колебаний, возникающих при землетрясениях и вызванных искусственными взрывами. В сложном комплексе упругих колебаний, возникающих в очаге землетрясения, некоторые проявляются особенно четко и имеют для познания земных недр наибольшее значение. К ним относятся продольные, поперечные и отчасти поверхностные волны. В продольных волнах частицы материи колеблются в направлении движения волны (вдоль сейсмического луча). При этом создаются участки сжатия и растяжения, распространяющиеся во все стороны от очага землетрясения. Такие волны можно рассматривать как реакцию среды на внезапное изменение объема, а так как изменению объема сопротивляются все агрегатные состояния вещества, то продольные волны могут распространяться и в твердых, и в жидких, и в газообразных средах. Продольные волны распространяются быстрее других и первыми доходят до места наблюдения. Поэтому их обозначают индексом и_Р (начальные буквы латинских слов unda — волна, prima — первая).

Поперечные волны представляют собой реакцию среды на. изменение формы и поэтому могут распространяться только в твердых телах (жидкости и газы изменениям формы не сопротивляются). Частицы материи в поперечных волнах колеблются в плоскости, перпендикулярной к направлению сейсмического луча. Они распространяются медленнее продольных волн и доходят до поверхности вторыми. Их обозначают индексом u_s (unda secunda — вторая волна). Поверхностные волны могут возникать только у свободной поверхности упругой среды (например, у поверхности раздела Земля — воздух) и быстро затухают по мере удаления от этой поверхности.

Если бы Земля была однородной и состояла бы всюду из вещества с одинаковыми твердостью, плотностью и сжимаемостью, то скорость распространения упругих колебаний была бы всюду одинакова и волны распространялись бы только прямолинейно. Однако распространение их происходит гораздо сложнее. Для иллюстрации приводим в табл. 4 данные многих авторов о вероятных значениях скоростей сейсмических волн, плотности и давления внутри Земли (из статьи К. Буллена, 1958 г.).

ТАБЛИЦА 4

Зоны внутри Земли и свойства геосфер, по К. Буллену (модели А и В)

Зоны		Пределы глубин, км	Скорость волн, км/сек		Плотность, г/см3		Давление, 10° кгс/см*
			•я		А	В	А	в
Земная кора	А	0-33	(5,57-7,6)	(3,36—3,7	3,32	3,32	0,01	0,01
		Раздел Мохоровичича
Мантия Земли	В	33—410	7,8—9,0	4,4-5,0	3,64	4,07	0,14	0,15
	С	410—1000	9,0—11,4	5,0—6,4	4,68	4,41	0,39	0,40
	D‘	1000—2700	11,4—13,6	6,4—7,3	—	—	—	—
	D“	2700—2900	13,6	7,3	5,69	5,57	1,37	1,за
					9,4	9,7
			Граница ядра
Внешнее ядро	Е	2900—4980	8,1-10,4		11,5	12,0	3,17	3,22
Переходная зона	F	4980-5120	10,4-9,5	Не	—	15,0	—	3,33.
				наблю-
				дались
Внутреннее ядро	G	5120—6370	11,2—11,3		17,3	17,9	3,64	3,94

В табл. 4 плотности и давления относятся к нижним границам зон. Для зоны D плотность показана выше и ниже 2900 км. Зона А — земная кора; зоны В, С, D‘, D” — оболочка (мантия) Земли; зона Е — внешнее ядро Земли, F — переходная зона от внешнего к внутреннему ядру и б — внутреннее (центральное) ядро Земли.

Приведенная в табл. 4 толщина верхних горизонтов Земли (зона А) соответствует «средней земной коре» (по X. Джеффрису). В действительности мощность земной коры неодинакова и меняется от района к району в. весьма широких пределах. Также неоднородны и физические свойства земной коры, меняющиеся в связи с особенностями ее строения и состава не только в вертикальном, но и горизонтальном направлении. Поэтому распространение в ней сейсмических волн значительно сложнее и рассматривается отдельно. Нижняя граница земной коры определяется обычно четко выраженным сейсмическим разделом — резким скачкообразным увеличением скорости распространения сейсмических волн, названным по имени обнаружившего его югославского сейсмолога разделом Мохоровичича.

Подстилающая земную кору среда (глубже раздела Мохоровичича) называется оболочкой, или мантией, Земли. Ранее предполагали, что в пределах мантии скорость распространения сейсмических волн возрастает с глубиной. Однако Б. Гутенберг (1942 г.) выявил в верхней мантии зону пониженных скоростей, доходящую до глубин около 300 км. Эта зона имеет глобальное распространение и отчетливее всего фиксируется поперечными и поверхностными волнами, менее четко — продольными. Она получила название волновода.

Верхняя граница зоны пониженных скоростей в разных районах расположена на разных глубинах (от 45 до 140 км), причем под материками она находится примерно вдвое глубже, чем под океанами. Меняются также и скорости распространения в ее пределах упругих волн. Б. Гутенберг объясняет снижение скорости упругих волн в пределах волновода наличием, частично расплавленного или размягченного вещества мантии.

Открытие волновода подтвердило выводы Дж. Баррелла (1916 г.) о наличии в подкоровом веществе «уровня отсутствия прочности», или «астеносферы», и уточнило ее положение по отношению к литосфере (от греч. asthenes — слабый, lithos — камень, sphaira — шар, оболочка). Считается, что верхняя часть мантии до астеносферы состоит из твердых горных пород, и ее в настоящее время объединяют с земной корой, включая в литосферу. К астеносфере приурочено большинство зарегистрированных очагов промежуточных землетрясений. Полагают, что в ней возникают магматические очаги, что это наиболее вероятная зона проявления подкоровых конвекционных течений и зарождения вертикальных и горизонтальных движений земной коры, т. е. важнейших эндогенных процессов, имеющих непосредственное отношение к становлению земной коры, к ее деформациям, строению и составу. Поэтому астеносферу вместе с перекрывающей ее частью верхней мантии и с земной корой объединяют в тектоносферу.

Глубже астеносферы скорость сейсмических волн увеличивается без резких скачков вплоть до ядра Земли, однако градиент ее нарастания неодинаков. До глубин около 410 км скорость сейсмических волн растет равномерно; далее — в зоне С (см. табл. 4) — до глубин около 600 км отмечается ее быстрое увеличение, а затем постепенное снижение, и в зоне D” скорость остается практически постоянной.

Резкое и четко выраженное изменение скорости сейсмических волн отмечается на глубине 2900 км (граница внешнего ядра Земли). Скорость продольных волн снижается там с 13,6 до 8,1 км/сек, а поперечные волны затухают и глубже 2900 км не распространяются. Это значит, что по отношению к сейсмическим волнам вещество внешнего ядра (зона E) ведет себя как жидкость. В зоне F — переходной от внешнего к внутреннему ядру — вещество, по-видимому, находится при температурах и давлениях, соответствующих условиям затвердевания, а внутреннее ядро (зона G) обладает свойствами твердого тела.

Биосфера — оболочка Земли, в которой сосредоточена жизнь, — была выделена в 1875 г. австрийским геологом Э. Зюссом, однако ее особое значение для геологических и геохимических процессов было выявлено значительно позднее акад. В. И. Вернадским. Биосфера окружает Землю сплошной оболочкой. Только кратеры действующих вулканов, потоки незастывшей лавы и, может быть, некоторые замкнутые ^водоемы с особенно высокой концентрацией минеральных солей и кислот могут считаться временно безжизненными, но только временно. Нижняя граница биосферы, по В. И.Вернадскому, «должна лежать выше областей, где господствуют горячие пары воды и температура не опускается ниже 100° С, в среднем на уровне 3—4 км от уровня геоида», т. е. положение этой границы определяется предельной (достаточно высокой) температурой, при которой могут существовать простейшие организмы.

Так, в термальных источниках камчатских вулканов колонии бактерий живут при температуре 85° С, а при температуре 82° С к ним присоединяются простейшие циановые водоросли. Споры некоторых растений (например, грибов) переносят температуру до 140° С, а некоторые микробы до 180° С. Богатая флора разнообразных бактерий (в том числе и аэробных, для жизни которых необходим свободный кислород) была обнаружена в водах нефтяных месторождений Кавказа на глубине до 1600 м и далее до 2—3 км, т. е. значительно глубже, чем была известна жизнь до тех пор. Организмы, по мнению В. И. Вернадского, для поддержания жизни на этих глубинах используют кислород, выделяющийся при радиоактивных превращениях, так как кислород воздуха на эти глубины уже не проникает. По подсчетам В. И. Вернадского, масса живой органической материи на Земле составляет примерно 0,001% от массы земной коры. Большая часть этой материи сосредоточена в океане, главным образом в форме планктона.

Геологическое значение живых организмов огромно. Каждый организм при жизни захватывает из окружающей среды то или иное количество химических элементов и также неизменно возвращает их обратно в окружающую среду, но уже в других сочетаниях. Количество вещества, пропускаемое и перерабатываемое таким образом живыми организмами, огромно. За 13 лет, например, организмы пропускают через себя такое количество углерода, которое в 10 раз превышает все его содержание в земной коре. В. И. Вернадский считает весь кислород атмосферы продуктом жизнедеятельности организмов. Скопления каменного угля, торфа, нефти, мела, известняков, фосфоритов, многих железных и марганцевых руд и т. п. — результат жизнедеятельности организмов, так же как почва — результат взаимодействия организмов с горными породами. При этом в биохимических процессах, происходящих на земной поверхности, первостепенное значение имеет энергия солнечного излучения. Она улавливается зернами хлорофилла зеленых растений и в процессе фотосинтеза из углекислого газа и воды создает углеводороды с выделением свободного кислорода, играющего огромную роль во многих геологических процессах, происходящих на земной поверхности. Из растений солнечная энергия в виде создаваемых ею продуктов попадает во все другие организмы, которые не могут непосредственно использовать энергию солнечных лучей.

Элементы, захваченные живыми организмами, проходят сложный и длительный путь. Углерод, например, извлекаемый растениями из воздуха в результате фотосинтеза, поступает в состав клетчатки, белка и т. д. Из растений он частично попадает в тела животных, т. е. в состав других организмов, и в процессе дыхания снова возвращается в атмосферу в виде наименее активной формы — С0₂. Другая часть углерода после гибели организмов сохраняется в их остатках — сапропелях, каменных углях, нефти — и лишь через очень длительное время возвращается в свою исходную малоактивную форму — СО ₂. Этот круговорот углерода происходит исключительно за счет энергии солнечных лучей, трансформируемых хлорофиллом зеленых растений, и иначе не может происходить. Для представления масштабов работы, производимой живыми организмами, приведем некоторые данные из работы В. И. Вернадского (1925 г.).

К. Эренберг (начало XIX в.) доказал, что одна кремневая водоросль (диатомея), если не встретит препятствий, за 8 дней может дать массу материи, равную массе Земли. Одна бактерия в благоприятной ее росту среде может в один день дать количество неделимых, превышающее септиллионы особей (10²⁵). Согласно Ф. Кону, бактерия холеры может в течение четырех с половиной суток дать потомство, объем которого равен объему океана, а плотность превышает плотность последнего. Скорость передачи геохимической энергии для бактерии холеры равна приблизительно 330 м/сек, т. е. близка к предельной скорости звука. В то же время наиболее медленно размножающийся организм — индийский слон — передает энергию со скоростью примерно 1 мм/сек.

В состав организмов входят различные элементы — одни в больших количествах и постоянно, другие в малых количествах и, возможно, не всегда. К первой группе относятся С, О, Н, N, S, Р, К, Fе. Однако этот список расширяется все больше и больше. К числу биогенных элементов, т. е. элементов, несущих определенные жизненные функции, относится, например, йод, концентрирующийся в щитовидной железе позвоночных животных, марганец — в окислительных ферментах клюва птиц, цинк — в яде змей, медь в составе дыхательных пигментов некоторых моллюсков и т. д. В настоящее время в составе организмов с несомненностью установлено 60 элементов, причем по мере совершенствования методики определения количество это постоянно увеличивается.

Роль организмов как концентраторов некоторых элементов чрезвычайно велика: достаточно вспомнить концентрацию углерода в месторождениях каменных углей, нефти, торфа, кальция в известняках и т. д. Всего известно 20—22 химических элемента, которые могут концентрироваться в организмах в значительных количествах.

В золе каменных углей часто в том или ином количестве концентрируются такие элементы, как Рb, Zn, N_i, Рt, Ве, U, редкие земли. Зола некоторых углей рассматривается как руда на редкие элементы. Установлено, что часто накопление редких элементов в углях связано с растительностью, из которой они образовались: через корни растений вместе с почвенными растворами попадают различные элементы, часть которых вообще не нужна для жизни растений. Установлено также, что химический состав среды, в которой живут те или иные организмы, оказывает на них самое непосредственное влияние. С одной стороны, среда определяет распространение организмов, с другой — вызывает их изменение. Организмы реагируют на избыток или недостаток тех или иных химических элементов в среде их обитания. Этим прежде всего часто определяется подбор организмов: приспособленные к данной среде виды вытесняют менее приспособленных. Многие болезни, так называемые эндемии, возникают в связи с избытком или недостатком различных элементов в среде обитания организмов: недостаток, например, в почвах магния, марганца и железа вызывает хлороз и другие заболевания растений, недостаток фосфора и кальция — заболевание костей, недостаток йода — появление зоба у людей ит. д.

Приспособляясь к среде, организмы испытывают соответствующие биологические изменения, которые сводятся к повышению или понижению в тканях организма количества тех или иных химических элементов, со временем закрепляющихся и переходящих по наследству. Так (по акад. А. П. Виноградову), организмы с богатым содержанием натрия были в недавнем прошлом связаны с областями солончаков, многие тропические и субтропические растения, богатые алюминием, по-видимому, рослина латеритах ит. п. Выяснено, что некоторые растения, живущие над месторождениями цинка, содержат в золе до 13% цинка. Солянка, растущая на солончаках, содержит до 10% КаСl. Д. П. Малюга показал, что над месторождениями никеля и кобальта, приуроченными к древней коре выветривания, растут растения, богатые этими металлами, и т. д. Свойство растений захватывать из почвы различные элементы и концентрировать их в своих тканях используется в настоящее время при поисках полезных ископаемых.

Взаимодействие биосферы с земной корой, гидросферой и атмосферой более подробно рассматривается ниже.

В нижней части атмосферы — тропосфере — сосредоточено более 0,8 массы атмосферы и почти весь содержащийся в ней водяной пар. Характеризуется тропосфера понижением температуры с высотой. Верхняя граница тропосферы в экваториальной и тропической зонах лежит на высоте 16—18 км и сравнительно мало подвергается суточным и сезонным изменениям, а над приполюсными и смежными областями — на уровне 8—10 км. В связи с изменением температуры воздуха и другими атмосферными процессами верхняя граница тропосферы в различных участках может опускаться или подниматься на несколько километров.

Средняя температура воздуха у земной поверхности на экваторе достигает +26° С, а над полярными областями зимой — минус 34—минус 36° С, летом — около 0° С. С этим связана энергия циркуляции атмосферы: преобладающие в тропосфере западные ветры зимой имеют большие скорости, чем летом. Скорость ветра возрастает с высотой и достигает максимума на верхней границе тропосферы. Горизонтальные потоки воздуха сопровождаются вертикальными турбулентными движениями, с которыми связаны образование и рассеивание облаков, выпадение и прекращение осадков.

Переходный слой между тропосферой и лежащей выше стратосферой называется тропопаузой. Выше тропопаузы находится изотермическая зона — нижняя стратосфера, характеризующаяся неизменной температурой. Прекращение падения температуры в нижней стратосфере связано с нагреванием воздуха, вызванным поглощением инфракрасного излучения молекулами CO₂, H₂O и O₃. Инфракрасное излучение поступает с поверхности Земли и из слоев атмосферы, расположенных выше стратосферы. Верхняя граница нижней стратосферы меняет положение в зависимости от времени и места. На низких широтах над тропопаузой часто почти нет изотермического слоя, и нижняя стратосфера почти отсутствует. В умеренных широтах на высоте 25—32 км температура начинает довольно быстро подниматься и достигает максимума (около 0° С) на высоте 50 км. Повышение температуры связано с поглощением ультрафиолетового излучения озоном. Зона с повышенной температурой называется верхней стратосферой *. Ее верхняя граница — стратопауза — совпадает с первым максимумом температуры на высоте 50—55 км.

Стратосфера в целом очень бедна водяным паром. В ней отсутствует облакообразование и не выпадают осадки. Почти по всей стратосфере (в интервале высот 10—60 км) под влиянием ультрафиолетового излучения Солнца образуется озон (0₃), максимум содержания которого падает на высоту 22—25 км. Озона больше в высоких широтах и меньше в средних и низких. Его количество меняется в зависимости 6т сезонов: весной озона больше, осенью меньше. Кроме того, происходят непериодические его колебания в зависимости от циркуляции атмосферы.

Выше стратопаузы расположена мезосфера. В ней температура постепенно снижается (5—9° С/км) и на высоте 85—95 км достигает минимума (минус 100 — минус 130° С). К этому уровню приурочена граница мезосферы— мезопауза. Перенос тепла в мезосфере, как и в тропосфере, происходит путем конвекции. С мезопаузой примерно совпадает гомопауза — верхняя граница гомосферы — области однородного химического состава. Выше гомопаузы расположена гетеросфера, в которой химический состав атмосферы меняется с высотой под воздействием перемешивания, диффузии, фото диссоциации и рекомбинации.

Над мезопаузой лежит область возрастания температуры — термосфера. В ней температура быстро увеличивается, достигая на высотах 200—300 км значений около 1000° С **.

* Некоторые авторы относят верхнюю стратосферу к мезосфере и стратопаузу помещают соответственно на верхней границе нижней стратосферы.

** На таких высотах температура определяет лишь среднюю скорость движения частиц газов и не отвечает обычным представлениям: тело не нагревается от соприкосновения с воздухом, который там очень разрежен, и число частиц газов, ударяющихся об это тело, ничтожно. Обычный (жидкостный — ртутный, спиртовой) термометр пригоден лишь на небольших высотах, где плотность воздуха достаточна, чтобы поддерживать тепловое равновесие с жидкостью. Выше, примерно до высоты 80 км, применяются термометры сопротивления, действие которых основано на зависимости электрического сопротивления тонкой платиновой пластинки от температуры окружающего газа. Еще выше температура измеряется спектроскопическими и различными косвенными методами.

Термосфера на уровне 550 км ограничена термопаузой. Над термосферой находится экзосфера, и можно считать, что так называемый «критический уровень», или основание экзосферы, совпадает с термопаузой. .

Область атмосферы со значительным содержанием электронов и ионов, образованных за счет диссоциации молекул газов под воздействием ультрафиолетового излучения Солнца, называется ионосферой. Она начинается примерно на высоте 60 км и простирается до самых верхних слоев атмосферы. Как видно из изложенного, перечисленные области атмосферы необязательно – взаимно исключают друг друга.

На высоте около 40 км начинается процесс диссоциации молекул кислорода. С высотой этот процесс усиливается и почти весь кислород переходит в атомарную форму. С этим связано образование озона (освобождающиеся атомы кислорода являются активными окислителями; при встрече с двухатомными молекулами кислорода они образуют трехатомные молекулы озона). Над уровнем 200 км (в слое F₂, см. рис. 7) кислород ионизируется и О⁺ становится основной ионной составляющей атмосферы. На уровне, близком 120 км, происходит переход от полного перемешивания к диффузному равновесию атмосферы. В интервале высот 120—550 км каждая из составляющих атмосферы имеет свою собственную шкалу высот (см. рис. 7).

Над критическим уровнем (550 км) лежит экзосфера. В ее верхних слоях главными составляющими атмосферы являются нейтральный водород, протоны и электроны. Свободный водород в земной атмосфере образуется близ уровня 80 км в результате фотодиссоциации метана и водяных паров и диффундирует в экзосферу. Протоны также образуются на более низких уровнях в результате обмена зарядами между нейтральными водородом и атомами ионизированного кислорода: Н + O⁺ -> O + Н⁺.

Электроны и протоны встречаются в больших количествах вплоть до высот в несколько земных радиусов и образуют область свистов (радиоволны, образующиеся при разряде молнии, распространяются вдоль силовых линий земного магнитного поля между северным и южным полушариями. Эти волны вызывают в радиоприемниках свистящие звуки, за что они и названы «свистящими атмосфериками» или «свистами»). На высотах 500—1000 км, а при максимуме солнечной активности на высотах 1000—2 000 км преобладает гелий (X. П. Погосян, 1970 г.).

Ранее атмосфера считалась симметричной по отношению к центру Земли. Однако В. Г. Фесенков установил, что в плоскости эклиптики Земля имеет чрезвычайно разреженный газовый хвост, протягивающийся на сотни тысяч километров в направлении, противоположном Солнцу. Газовый хвост» Земли представляет собой образование, родственное хвостам комет. Через него атмосфера «утекает» в межпланетное пространство.

Движение атмосферы и ее взаимодействие с литосферой и гидросферой рассматривается в гл. VII.

Атмосфера по объему во много раз превышает остальную часть планеты, хотя ее масса составляет всего около 0,000 001 массы Земли. Верхней границей атмосферы принято условно считать уровень, на котором сила земного притяжения компенсируется центробежной силой вращения планеты. На этом уровне связь атмосферы с Землей теряется. Расчеты показывают, что этот уровень представлен эллипсоидальной поверхностью, отстоящей от экватора на 42, а от полюсов на 28 тыс. км. Однако почти вся масса атмосферы (более 99%) сосредоточена в ее нижних слоях — тропосфере и стратосфере (см. ниже).

Средний состав атмосферы по массе на уровне моря представлен молекулярным азотом (78,09%), молекулярным кислородом (20,95%), аргоном (0,93%) и двуокисью углерода (0,03%). Кроме того, в атмосфере содержится пыль и в ничтожных количествах присутствуют водород, неон, гелий, криптон, ксенон, радон, закись азота, йод, водяной пар, озон, метан и др. Некоторые из этих веществ интересны не только теоретически (для изучения истории развития атмосферы), но и практически: например, гелий частично добывается из воздуха. Содержание водяного пара в воздухе зависит от температуры: так, при температуре +30° С в 1 м³ воздуха может содержаться до 30 г пара, при температуре +10° С — до 8 г, а при —30° — всего до 0,3 г. Так как в нижнем слое воздуха температура понижается с высотой, количество водяного пара при удалении от поверхности Земли быстро убывает. Как только количество водяного пара в воздухе достигает максимума, он при дальнейшем охлаждении начинает конденсироваться около ядер конденсации (пылинок, дыма, микроорганизмов и пр.) и образует облака разных типов и туманы. Конденсация пара, необходимая для образования облаков, обычно вызывается охлаждением воздуха при его подъеме к верхним горизонтам атмосферы.

Мельчайшие водяные капельки не замерзают даже при температуре минус 10—15° С, а иногда и ниже, однако при температуре минус 40° С замерзают не только все капли, но и водяной пар превращается в ледяные кристаллы, минуя фазу воды (этот процесс называется сублимацией водяного пара). Замерзшие капельки превращаются в центры роста снежинок. В смешанных облаках, состоящих из капель воды и льда, упругость пара над льдом меньше, чем над водой. Поэтому пар перегоняется с капелек на кристаллы льда, что приводит к их росту и выпадению снега. Снежинки могут увеличиваться в размерах вследствие намерзания на них переохлажденных облачных капелек. При частых столкновениях капель воды с кристаллами льда образуется град.

В атмосфере всегда содержится пыль, поступающая с поверхности Земли и из космоса и состоящая из мельчайших твердых и жидких частиц. Больше всего загрязнены нижние слои воздуха: даже после дождя в 1 см³ воздуха содержится около 30 тыс. пылинок, а в сухую погоду их число увеличивается в 4—5 раз. В верхние слои атмосферы пыль попадает из межпланетного пространства; зоны пыли были обнаружены с космических кораблей и искусственных спутников на высоте 100—150 км (X. П. Погосян, Э. Л. Туркетти, 1970 г.). На состав атмосферы до высоты 30 км влияет погода, биохимические процессы и взаимодействие воздуха с материками и океанами. До высоты 90 км (до гомопаузы, см. ниже) атмосфера однородна. Средняя молярная масса ее здесь незначительно отличается от ее величины на поверхности Земли и составляет 28,97 г/моль.

Атмосферное давление на уровне моря соответствует весу столба ртути высотой 760 мм, или 1033 кгс/см²= 1 кгс/см². С высотой давление понижается, и тем быстрее, чем выше температура. Эта зависимость выражается формулой:

Р = Ро^е

где р и р₀ — атмосферное давление на высотах Z и Z_o; е — основание натуральных логарифмов; g—ускорение свободного падения; R — газовая постоянная; Т — средняя температура воздуха между высотами Z и Z₀.

Эта формула применяется при барометрическом нивелировании для вычисления разности высот.

Концентрация атмосферных газов по мере удаления от Земли непрерывно снижается: растет разреженность воздуха и падает атмосферное давление. Если на поверхности Земли оно равно 760 мм. рт. ст., то на высоте 100 км — всего около 0,0001 мм. рт. ст.

Структура атмосферы при данных массе и химическом составе зависит от распределения в ней температуры. Масса атмосферы определяется взаимодействием ее с океаном и сушей и интенсивностью обмена с межпланетным пространством. Температура обусловлена количеством и способом накопления и потери энергии. В атмосферу тепло поставляется солнечным излучением как непосредственно от Солнца, так и от поверхности Земли. Энергия теряется через излучение атмосферы. Схема строения атмосферы представлена на рис. 7.

]]> http://www.mygeos.com/2010/01/20/vneshnie-obolochki-zemli-atmosfera-chast1/feed 0 http://www.mygeos.com/2010/01/20/vneshnie-obolochki-zemli http://www.mygeos.com/2010/01/20/vneshnie-obolochki-zemli#comments Wed, 20 Jan 2010 23:17:20 +0000 Sansara http://www.mygeos.com/?p=1549 Внешние оболочки Земли — атмосфера, гидросфера и биосфера — хотя и не учитываются при определении ее размеров и формы (за исключением гидросферы), но являются характернейшей составной частью нашей планеты, отличающей ее от других аналогичных тел Солнечной системы, и играют огромную роль в становлении и развитии земной коры. Эти оболочки проникают одна в другую и находятся в постоянном взаимодействии между собой, литосферой и мантией Земли, выражающемся в обмене материи и энергии. Взаимодействие связано не только с различием их физических свойств, но и состава.

Общим свойством внешних оболочек Земли является Их высокая подвижность, благодаря которой любое изменение состава каждой из них очень быстро распространяется часто на всю ее массу. Этим объясняется относительная однородность состава оболочек в каждый данный момент, несмотря на то, что в ходе геологического развития они испытали очень значительные изменения. Атмосфера, например, как полагают многие крупнейшие ученые (В. И. Вернадский, А. П. Виноградов и др.), первоначально не содержала свободного кислорода и была насыщена углекислым газом. Ее современный состав является результатом жизнедеятельности растений. Точно так же изменялся во времени и состав гидросферы, о чем свидетельствуют сравнение солевого состава океанических вод с водами замкнутых бассейнов, сопоставление химического состава солей некоторых месторождений, образованных за счет испарения морской воды в прошлых геологических периодах, с солевым составом вод современного океана (например, отасфуртских залежей солей в Германии и Соликамских в России). Такие сравнения показывают, что значительная часть солей привнесена в океан реками. Об изменениях органического мира (биосферы) в ходе геологического развития общеизвестно. Эти изменения быстро распространялись на весь органический мир, населявший в каждый данный момент планету, что, как известно, было положено в основу палеонтологического метода определения относительного возраста горных пород и сыграло решающую роль в развитии современной геологии.