Studentam.net.ua

2. Кругообіг речовин і потік енергії в географічній оболонці

   Всі процеси, що протікають в географічній оболонці, мають два джерела енергії: внутрішню енергію землі і енергію Сонця та Космосу. Із глибини Землі в географічну оболонку поступає тепловий потік енергії, що складає близько 3×10¹⁷ ккал/рік (радіоактивний розпад, енергія пов'язана з дією гравітаційних сил та ін.)
   Основним джерелом енергії в географічній оболонці є сонячна радіація. До земної поверхні доходить близько 5,5×10²⁰ ккал/рік (за К.К.Марковим). Частина сонячної радіації відбивається в атмосферу, а основна частина поглинається літосферою і гідросферою, викликаючи їх нагрівання і випаровування води. На випаровування води витрачається майже половина всієї сонячної енергії, що досягає Землі. Енергія, що досягла Землі, у взаємодії з гравітацією зумовлює циркуляцію атмосфери і гідросфери. Привівши в дію різноманітні процеси, що протікають в географічній оболонці, сонячна радіація майже повністю перетворюється в тепло і в такому виді знову повертається в Космос. Але цей кругообіг не замкнений, бо частина сонячної енергії акумулюється географічною оболонкою (біосферою). Загальна кількість енергії, акумульованої зеленими рослинами (живими організмами) складає 10¹⁹ ккал.
   Кругообіг речовини.
   Вся міграція речовини в географічній оболонці має форму кругообігів різного масштабу. Вони не замикаються повністю, а з'єднуються один з одним і включаються в загальний великий кругообіг в системі: Космос-географічна оболонка-глибинні шари Землі. В географічну оболонку поступає речовина із глибоких шарів Землі разом з продуктами вулканізму та виверженими породами, а з Космосу – з метеоритами і метеорним пилом в кількості 5×10⁶т/рік. В свою чергу географічна оболонка втрачає в Космосі найлегші атоми, переважно Н, Не. В областях стійкого занурення речовина географічної оболонки потрапляє в глибокі шари Землі, де перетворюючись, входить до складу речовини, що поступає в географічну оболонку з глибоких шарів Землі. Цим завершується великий кругообіг речовини в системі Космос-географічна оболонка-глибинні шари Землі.
   Даний кругообіг не замкнений. В Космос географічна оболонка віддає інший склад речовини, ніж той, що вона отримує з Космосу. Те ж спостерігається і у взаємодії географічної оболонки з глибинними шарами Землі. Менші за масштабом кругообіги здійснюються в самій географічній оболонці. Головні з них: кругообіг речовини, пов'язаний з кругообігом води і кругообіг, викликаний діяльністю живих організмів. З кругообігом води пов'язаний і кругообіг речовини між сушею і морем. Тільки з поверхні океану випаровується біля 4,5×10¹⁴т/рік води, з неї біля 4,1/×10¹⁴т/рік повертається безпосередньо в океан у виді опадів. Решта випаруваної води переноситься на сушу, де випадає атмосферними опадами і звідти знову стікає в океан у вигляді річкового стоку (певна частина випаровується і з суші). Загальний стік річкових вод у океан складає біля 0,36×10¹⁴т/рік. Але в кругообігу обертається не тільки чиста вода. Частина морських солей з опадами попадає на сушу. Ці солі і речовини, вилужені грунтовими і підземними водами та механічні різні домішки попадають в річкові артерії і частина з них близько 1,5×10¹⁰т/рік разом з річковим стоком попадає в океан.
   Обмін речовин між сушею і морем не обмежується тільки цим кругообігом. В результаті тектонічних рухів площа суші і океану може мінятись і морські відклади виявляються на суші, а континентальні – на дні моря.
   Кругообіг спричинений діяльністю живої речовини буде розглянутий в темі "Біосфера".
   В процесі фотосинтезу рослини поглинають на суші воду і продукти мінерального живлення з грунту, і в гідросфері з верхніх, освітлених Сонцем шарів води. З води та атмосфери рослини поглинають СО₂, а за рахунок фотосинтезу виділяють в атмосферу і гідросферу О₂. І таким чином, весь О₂ обновлюється в атмосфері за 5800 років, а СО₂ – за 7 років.