Атмосфера, ее строение и состав.

Верхнюю границу атмосферы нельзя установить точно. Верхняя граница – примерно 700-900 км. С учетом экзосферы граница перехода атмосферы в космическое пространство – 2000-3000 км. Атмосфера по составу неоднородна – 90% всей массы воздуха находится до 15 км. 99% - до 30 км. Выше 50 км. – только 0,1%.Выделяют несколько слоев, разделяющие их границы – паузы.

Тропосфера – зона интенсивного перемешивания воздушных масс. Сухой воздух состоит из N2 – 78,08%, O2 – 20,95%, Ar – 0,93%, CO2 – 0,03%. В воздухе Н2 и термодинамические примеси, влияющие на распределение тепла – водяной пар. Его обновление – более 30 раз в год. На экваторе тропосфера – до 16 км, а над полюсами до 8 км. Формирование погоды и климата, возникновение мощных воздушных течений, циклоны и антициклоны. Формирование парникового эффекта. Западное направление ветра. От Земной поверхности t медленно понижается до -60-70 градусов. На уровне 15-18 км t стабилизируется.

Стратосфера – активная вертикальная циркуляция воздуха приводит к его перемешиванию до высоты 30-40 км, это обеспечивает примерно одинаковый газовый состав стратосферы. Восточное направление ветра. Озоновый слой – от 17 до 30 км. При нормальном давлении его толщина 1,7 – 4 мм. До высоты 40 км t воздуха изменяется от -40 до -50, выше 40 км резко возрастает до +15.

Мезосфера – газовый состав (N2 и O2) очень устойчив. t от нижней границы (55 км) к верхней (более 80 км) вновь понижается до -90, и у верхней границы – серебристые облака.

Термосфера – наиболее разряженный слой – повышенная ионизация входящих в его состав газов, а так же заметное повышение t (от -90 до +400). На высотах 500-600 км – утечка газов в космическое пространство.

Озоносфера – влияет на климат и защищает от жесткого солнечного излучения. Поглощает UV-излучение, с повышением уровня которого возникают эффекты, вызывающие изменения на молекулярном, клеточном и тканевых уровнях в живых организмах. Общие запасы озона – 3,3 трлн.т. Газ неустойчивый, в среднем ежесекундно образуется и исчезает около 100 т озона. Молекула озона живет около года. Его образование происходит в верхней части атмосферы при помощи О2, двуокиси азота и под воздействием UV-лучей.

12. Структура Солнца. Солнечный ветер. Солнечная постоянная. Как зарождаются магнитные бури.

В структуре Солнца различают внутреннее ядро – гелиевое с t равной 15000000 К. В ядре сосредоточено более 50% массы Солнца, тогда как радиус ядра составляет 25% от радиуса солнца. В состав Солнца входят водород, составляющий 73% массы и гелий – 25%. Остальные 2% - более тяжелые элементы (Fe, S, Mg, N, Si и другие). Источник энергии солнца – термоядерные процессы превращения водорода в гелий, которые совершаются в центральных областях Солнца. Далее следует фотосфера, так условно называют поверхность Солнца. Поверхность Солнца никогда не бывает спокойна. Выше слоя фотосферы располагается солнечная атмосфера, в ней выделяют две части: хромосферу и солнечную корону. Нижний слой – хромосфера. В этой зоне происходят постоянные вспышки солнечного газа, похожие на языки пламени. Солнечная корона имеет протяженность 12-13 млн. км. Эта часть солнца хорошо наблюдается во время полных солнечных затмений. Солнечный ветер представляет собой поток плазмы (протоны и электроны с альфа-частицами и ионизированными атомами углерода, кислорода и других элементов). Его скорость вблизи Земли достигает 400-500 и даже 1000 км/с. Солнечная постоянная – это количество солнечной энергии, поступающей на 1 квадратный метр поверхности атмосферы, расположенной перпендикулярно солнечным лучам.

Активность солнца влияет на процессы, происходящие на Земле. Вспышки и резкие изменения магнитных полей на Солнце приводят к возмущениям в солнечном ветре, изменяя давление на земную магнитосферу. Во время вспышек из солнечной атмосферы выбрасываются потоки заряженных частиц, и когда поток достигает Земли, происходит сжатие магнитосферы, нарушающее ее динамическое равновесие с ионосферой. В результате сложных преобразований энергии ударной волны в магнитосфере на поверхности земли возникают колебания естественных электромагнитных полей. Сильные колебания называются магнитными бурями.

Озоновый экран и его роль в сохранении жизни на Земле.

Озоновый слой — часть стратосферы на высоте от 12 до 50 км (в тропических широтах 25—30 км, в умеренных 20—25, в полярных 15—20), в которой под воздействием ультрафиолетового излучения Солнца молекулярный кислород (О2) диссоциирует на атомы, которые затем соединяются с другими молекулами О2, образуя озон (О3). Поглощает UV-излучение, с повышением уровня которого возникают эффекты, вызывающие изменения на молекулярном, клеточном и тканевых уровнях в живых организмах. Общие запасы озона – 3,3 трлн.т. Газ неустойчивый, в среднем ежесекундно образуется и исчезает около 100 т озона. Молекула озона живет около года. Использование аэрозолей способствует активному поступлению в атмосферу молекул F и Cl. 1 атом Cl может уничтожить до 100.000 молекул озона. В 70-х годах ограничили полеты сверхзвуковых самолетов. 1985 г. – Венская конвенция. 1987 г. – Монреальское соглашение по охране озонового слоя.

14. Методы, использующиеся в Науках. Состав биогеофизической системы.

Все науки о Земле исторические, так как рассматривают развитие природных процессов и явлений за миллионы лет. В этом направлении широко используются геологический метод (изучает типы горных пород), палеонтологический (классифицирует растения и животные), изотопный (позволяет определить возраст горных пород, минералов, остатков растений и животных). В последнее время широко внедряются тонкие физические методы – электронная микроскопия, лазерная техника), проводятся исследования на больших глубинах.

Основными компонентами Земли, мониторинг которых осуществляется с помощью космических съемок является атмосфера (А), гидросфера (Н), криосфера (С), литосфера (L), биосфера (В), эти компоненты образуют единую биогеофизическую систему (S).

S=AUHUCULUB.

Земная кора, ее типы, строение и эволюция.

Земная кора – самая неоднородная и сложно-устроенная верхняя оболочка Земли. Две главные структуры земной коры – океаны и континенты. Она состоит из 4 разных по составу типов: 2-х основных – континентального и океанского, и 2-х промежуточных – субконтинентального и субокеанского. Субконтинентальная кора приурочена к островным дугам и имеет повышенную мощность. Субокеанская кора формируется под крупными океанскими впадинами. Средняя мощность земной коры = 30 км, но под океанами = 5-20 км., в равнинных зонах = 30-40 км, под горными системами = до 75 км. Имеет слоистое строение и состоит из 3-х комплексов горных пород – осадочных, магматических и метаморфических. Все слои имеют прерывистое строение, а местами некоторые отсутствуют. Горные породы сложены из определенного сочетания минералов. Минералы – природные химические соединения или отдельные самородные химические элементы, возникшие в результате определенных физико-химических процессов. Осадочные породы – материалы, отложенные на дне водоемов и в пониженных участках суши – песок, глина, мел. Изверженные породы возникли в результате кристаллизации магмы.

Существует 5 стадий в эволюции земной коры.

Лунная – ранее 3,5 млрд. лет назад, формирование первичной коры, схожей по составу с древними породами луны.

2. Нуклеарная – формируются протоконтиненты, сложенные кислыми магматическими породами; месторождение золота, никеля и меди (3 млрд. лет назад).

Кротонная – сформировались ядра платформ.

4. Континентальная – образование складчатых поясов и активизация магматизма.

5. Континентально-океаническая – образование современных континентов, Индийского и Атлантического океанов.

Ученые считают, что на рубеже Палеозоя и Мезозоя гипотетически супер-континент – Пангея.

В начале Фанерозоя существовало 2 континента: южный – Гондвана, северный – Лавразия.

16. Основные этапы в развитии натуральной философии.

В античном мире, начиная с VII—VI вв. до н. э. мифологии противостоит философия, которая в объяснении мира и природных явлений опирается на разум н умозрение (натурфилософия). Отвергая мифы и пророчества, она характеризуется поиском первоэлемента, обеспечивающего единство и многообразие наблюдаемого мира. Натурфилософия как первая система естествознания имеет большую историю, которая, начавшись в Древней Греции, завершается в XVII в. вместе с созданием И. Ньютоном классической механики. В центре внимания древнегреческих философов — строение и гармония космоса, органичной частью которого выступают не только наблюдаемые явления, но и скрытые сущности. Поэтому поиск первоэлемента у древних греков имеет две традиции: стихийно-материалистическую и идеалистическую. Стихийно-материалистическая традиция восходит к мифологии, где утверждаются четыре основные стихии: вода, земля, огонь н воздух. Зарождается идея выделить одну стихию в качестве основания всего существующего и обосновать его необходимость. Впервые эту идею выразил Фалес из Милета (625—547 гг. до н.э.) считавший первоэлементом воду, поскольку невозможно найти абсолютно сухое тело. Анаксимандр расширил представление о первоэлементе до понятия «архэ». Он выдвинул идею абстрактного умозрительного основания космоса, полагая в качестве первоэлемента апейрон (беспредельное, неопределённое). Это начало, безразличное ко всем стихиям, но нечто им всем общее, благодаря чему возможно взаимное превращение воды, земли, воздуха и огня.

Анаксимандру принадлежит идея естественного возникновения гармонии космоса из некоторой неопределённой массы, находящейся в постоянном круговом вращении, а также идея о бесконечности космоса во времени. Испытывая вращательное движение, апейрон выделяет противоположности— влажное и сухое, холодное и тёплое. Парные комбинации этих свойств образуют землю, воду, воздух, огонь. В центре собираетсясамоетяжёлое — Земля, окружённая водной, воздушной и огненной сферами. Под действием небесного огня часть воды испаряется, и Земля выступает из Мирового океана, так возникает суша.Ученик Анаксимандра Анакснмен первоэлементом считал воздух. Беспредельный воздух — начало мира, а также тела и души. Все возникает из воздуха через его разряжение и сгущение. Разряжение воздуха связано с нагреванием, а сгущение с охлаждением. В натурфилософской картине Анаксимена Земля неподвижна, а светила движутся воздушными вихрями. Солнце — это земля, которая раскалилась от своего быстрого движения. Плоские Земля и небесные светила парят в воздухе подобно листьям. В картине мироздания Анаксимен поместил звезды далее Луны и Солнца, состояние погоды связал с активностью Солнца, что соответствует современным представлениям.