204 Глава 7. БИОСФЕРА
ломах земной коры, проходящих по оси срединно-океаниче-
ских хребтов. В общей сложности протяженность таких разломов
на дне океанов составляет не менее 70 тыс. км.
Рифтовые долины образуют границы литосферных плит,
на которые разбита вся поверхность планеты. В рифтовых зонах
земная кора раздвигается за счет подъема из глубин недр
вещества, которое наращивает края плит.
С помощью глубоководных аппаратов в районе рифтовых
долин обнаружены многочисленные выбросы сильно минерализованной
воды, содержащей соединения металлов и имеющей
температуру до 300—400 °С. При попадании такой сверхгорячей
воды в холодную придонную океаническую воду она
быстро остывает и содержащиеся в ней вещества осаждаются,
формируя вокруг струи сооружение в виде трубы. Такие струи
часто выглядят как столб черного или белого дыма. Поэтому
они получили название «черные» или «белые» курильщики.
Одна из характерных особенностей нашей планеты заключается
в следующем. Если выразить графически рельеф материков
и дна океанов в качестве различных ступеней общего
рельефа Земли, получается гипсографическая (от греч. gipsos —
высота, grapfo — пишу) кривая земного шара (рис. 7.4). Ее
анализ показывает, что континенты уступают океанам по площади,
и их поднятие над уровнем моря невелико по сравнению
с глубинами океанов.
10 20 30 40 50 60 70
Площадь поверхности Земли S, %
Рис. 7.4. Гипсографическая кривая земного шара (жирная линия)
и обобщенный профиль дна океана (пунктирная линия)
7.2. Геосферные оболочки Земли 205
На суше и океаническом дне с определенной закономерностью
расположены горы и горные системы. На суше это широтный
Средиземноморский и меридиональные западно- и восточно-
тихоокеанские линейные горные пояса. Средиземноморский
пояс начинается на западе горами Атласа (Северная
Африка) и продолжается на восток, включая горные цепи Пи-
ринеев, Альпы, Апеннины, Балканские, Карпатские, Крымские,
Кавказские горные системы, Памир, Гималаи. Западно-
тихоокеанский пояс охватывает горные сооружения Чукотки,
Камчатки, Курильских островов, Сахалина, Японии и другие,
вплоть до австралийских Кордильер. Восточно-тихоокеанский
пояс включает в себя горные образования Кордильер Северной
и Южной Америки.
В Атлантическом океане почти на равном расстоянии от
Американского континента, Европы и Африки обнаружен
простирающийся с юга на север горный хребет, названный
Срединно-Атлантическим. Он возвышается над дном океана
почти на 3 км. Ширина хребта исчисляется сотнями километров.
Подобные хребты выявлены в Индийском, Тихом и Северном
Ледовитом океанах. По своей протяженности, ширине
и высоте они не уступают складчатым горным поясам материков.
Вдоль осевых частей хребтов, приравненных к средин-
но-океаническим, протягивается глубокая (до 3 км) и широкая
(25—50 км) трещина — рифт.
Считают, что деятельность вулканов и рифтовых зон в до-
кембрийский период, сопровождавшаяся извержением и кристаллизацией
(с дегидратацией) вещества мантии, способствовала
образованию воды на Земле, заполнившей Мировой океан
планеты.
Механизмы, приводящие к движению плит и дрейфу континентов,
изучены не до конца, тем не менее проявления тектонической
деятельности в виде извержений вулканов обнаружены
и на других планетах и спутниках, что говорит о сходных
процессах в их недрах.
Земля — не идеальный шар. Благодаря вращению наша
планета в целом должна иметь форму эллипсоида, приплюснутого
у полюсов, т. е. с экваториальным радиусом больше расстояния
от центра до полюсов. Однако в действительности она
существенно иная. С помощью искусственных спутников установлено,
что Земля имеет несколько «грушевидную» форму: ее
Северный полюс приподнят на 15 м относительно правильного
эллипсоида, а Южный — опущен на 20 м. Кроме того, доказа-
206 Глава 7. БИОСФЕРА
но, что экваториальное сечение Земли также имеет форму эллипса
с разницей между большой и малой полуосями в 100 м.
По сравнению с размерами всей Земли неровности ее поверхности
весьма незначительны, и в расчетах ими пренебрегают.
Геометрическую фигуру Земли принято ограничивать
поверхностью океана, мысленно продолженной под материками
таким образом, чтобы она всюду была перпендикулярна к
направлению силы тяжести. Эта присущая только Земле фигура
получила название геоид (от греч. geo — земля, eidos — подобие).
Радиус земного шара в плоскости экватора составляет
6378 км, а от центра Земли до полюса — 6357 км. Длина экватора
— 40 076 км, а длина земного меридиана — 40 009 км.
Общая площадь поверхности Земли около 510 млн км2 , ее
объем — 1,083 • 101 2 км3 , масса — 6 • 101 2 млрд т.
Процессы, сопоставимые по масштабам с рассмотренными
и непосредственно влияющие на биосферу Земли, происходят
в результате соседства естественного спутника — Луны. Наиболее
заметными являются приливы и отливы, причем как на
водных просторах, так и земной коре (где они без специальных
приборов не ощутимы). Каждые 12 ч 25 мин уровень моря поднимается
(в открытом океане в среднем на 0,5 м), а через четверть
суток возвращается в исходное состояние.
Вблизи берегов наблюдаемая высота прилива сильно возрастает,
достигая максимума в сужающихся заливах и в мелководных
Беринговом и Охотском морях. Особенно сильны
морские приливы около 50° северной и южной широты. Там
приливные волны движутся по поверхности Земли со скоростью
- 290 м/с. Максимальная разница между высокой и низкой
водой зарегистрирована в заливе Фанди, в Канаде, на широте
45° она достигает 18 м.
Морские приливы и отливы наиболее заметны, однако
приливное воздействие по тем же законам физики искажает
и атмосферу Земли: она также немного вытянута в сторону Луны.
Это вызывает колебания атмосферного давления, незначительные
по сравнению с колебаниями при изменении погоды.
Приливы на Земле вызывает не только Луна, но и Солнце,
причем максимум соответствует полнолунию или новолунию,
когда Земля, Луна и Солнце находятся на одной прямой.
Соседство большого спутника нигде в Солнечной системе
сейчас не проявляется так сильно, как для Земли. Луна тормозит
ее вращение.
7.2. Геосферные оболочки Земли 207
7.2.2. Атмосфера
Атмосфера (от греч. athmos — пар, sphaira — шар) — газовая
оболочка планеты. На Земле сформировалась в результате
геологической эволюции и непрерывной деятельности организмов.
Состав современной атмосферы — результат динамического
равновесия, поддерживаемого процессами жизнедеятельности
организмов и различными геохимическими явлениями
глобального масштаба.
Общая масса атмосферы Земли равна 5,3 • 101 5 т (по разным
оценкам 5,15—5,9 • 1015), причем 90% сосредоточено в околоземном
слое толщиной около 16 км. Поскольку атмосфера
является наружной оболочкой Земли, она «разграничивает»
планету и космическое пространство, ослабляя ряд поступающих
из космоса излучений и сглаживая резкие колебания температуры
в биосфере. Кроме того, она является средой распространения
микроорганизмов, семян, плодов, а также местообитанием
многих насекомых, птиц и млекопитающих.
Атмосферы других планет Солнечной системы (табл. 7.1)
совершенно иные. На Венере и Марсе преобладает диоксид углерода,
на планетах-гигантах — гелий, водород, метан и аммиак,
а на Луне и Меркурии атмосферы практически нет.
Таблица 7.1 /
Атмосферы небесных тел Солнечной системы
Небесное
тело
1
Солнце
Меркурий
Венера
Радиус,
тыс. км
2
700
2,4
6,1
Температура,
К
3
5770
715—775
(в подсолнечной
точке)
750
V
4
4000
2,8
22
Описание
атмосферы
5
Солнце — целиком
газовый
шар
Атмосфера
крайне разреженная
(практически
нет)
Мощная атмосфера,
давление
у поверхности
100 кПа
Основные
компоненты
атмосферы
6
е~, Н+ Н,
Не
Ar, Ne, He
С02(97%),
N2(<2%),
н2о
(0,05%),
примеси СО,
НС1, HF
208 Глава 7. БИОСФЕРА
Окончание таблицы 7.1.
1
Земля
Луна
Марс
Юпитер
Сатурн
Титан
(спутник
Сатурна)
Уран
Нептун
Плутон
2
6,4
1,7
3,4
71,3
60,2
2,6
26
25
1,5
3
288
(+15 °С)
120—407
В тропиках:
288
днем и 198
ночью.
На Южном
полюсе—
120
110
90 (на видимой
стороне)
80
55
45
40
4
30
1,4
7,7
2000
950
5,3
500
800
1,7
5
Мощная атмосфера
над океаном
и сушей
Атмосферы нет
Слабая атмосфера,
давление
у поверхности
550—
650 Па
Мощная атмосфера
в виде газожидкостной
смеси, давление
до 10 млн
МПа
Мощная атмосфера
в виде газожидкостной
смеси
Мощная атмосфера
над метановым
океаном
Мощная атмосфера
Мощная атмосфера
Атмосферы
нет (?)
6
N2 , 02 , Н2 0
—
С02(95%),
N2(2,5%),
Аг(1,5%),
примеси
СО, Н20, 0 2
Н2 , Не,
СН4, NH3
Н2 , Не,
СН4 , NH3
Н2 , примеси
СН4 и
с„нт
п т
Н2 , Не,
сн4
сн4, н2,
Не
Следы СН4
* Е,0 — квадрат отношения первой космической скорости к тепловой
скорости молекул.