หน้าที่ทางนิเวศวิทยาของเปลือกโลก ความหมาย ความหมาย และโครงสร้างของฟังก์ชันทางนิเวศวิทยาของทรัพยากรของเปลือกโลก องค์ประกอบทางเคมีเฉลี่ยของพืชและมนุษย์ % ของวัตถุแห้ง

20.09.2019

ผู้คนในสมัยโบราณเรียนรู้ที่จะใช้ทรัพยากรเหล่านี้เพื่อความต้องการของพวกเขา ซึ่งพบว่ามีการแสดงออกในชื่อของช่วงเวลาทางประวัติศาสตร์ของการพัฒนามนุษย์: “ ยุคหิน"," ยุคสำริด", " ยุคเหล็ก". ปัจจุบันมีการใช้งานมากกว่า 200 รายการ ประเภทต่างๆทรัพยากรแร่ ตามการแสดงออกโดยนัยของนักวิชาการ A.E. Fersman (1883-1945) ตอนนี้ระบบเป็นระยะทั้งหมดของ Mendeleev ถูกวางไว้ที่เท้าของมนุษยชาติ

แร่ธาตุคือการก่อตัวของแร่ของเปลือกโลกที่สามารถนำมาใช้อย่างมีประสิทธิภาพในระบบเศรษฐกิจ การสะสมของแร่ธาตุก่อตัวเป็นตะกอน และด้วยพื้นที่การกระจายขนาดใหญ่ - แอ่งน้ำ

การกระจายของแร่ธาตุในเปลือกโลกขึ้นอยู่กับรูปแบบทางธรณีวิทยา (แปรสัณฐาน) (ตารางที่ 7.4)

แร่ธาตุที่เป็นเชื้อเพลิงมีต้นกำเนิดจากตะกอนและมักจะมากับพื้นของแท่นโบราณและรางน้ำภายในและขอบร่อง ดังนั้นชื่อ "สระ" จึงสะท้อนถึงที่มาของมันได้ค่อนข้างแม่นยำ นั่นคือ "สระทะเล"

บน โลกรู้จักมากกว่า 3.6 พันคน ถ่านหินแอ่งและตะกอนซึ่งรวมกันครอบครอง 15% ของพื้นที่แผ่นดิน ทรัพยากรถ่านหินส่วนใหญ่อยู่ในเอเชีย อเมริกาเหนือ และยุโรป และกระจุกตัวอยู่ในลุ่มน้ำที่ใหญ่ที่สุด 10 แห่งของจีน สหรัฐอเมริกา รัสเซีย อินเดีย และเยอรมนี

แบริ่งน้ำมันและก๊าซมีการสำรวจสระว่ายน้ำมากกว่า 600 สระ และกำลังพัฒนา 450 สระ จำนวนทั้งหมดแหล่งน้ำมันถึง 35,000 แหล่งสำรองหลักตั้งอยู่ในซีกโลกเหนือและเป็นแหล่งสะสมของมีโซโซอิก ส่วนหลักของเงินสำรองเหล่านี้ยังกระจุกตัวอยู่ในแอ่งที่ใหญ่ที่สุดจำนวนเล็กน้อย ซาอุดิอาราเบีย, สหรัฐอเมริกา, รัสเซีย, อิหร่าน

แร่แร่ธาตุมักจะถูกกักขังอยู่ที่ฐานราก (โล่) ของแท่นโบราณ เช่นเดียวกับพื้นที่พับ ในพื้นที่ดังกล่าว พวกมันมักจะสร้างแถบแร่ (โลหะ) ขนาดมหึมา ซึ่งเชื่อมต่อกันด้วยจุดกำเนิดของพวกมันด้วยรอยร่องลึกในเปลือกโลก แหล่งพลังงานความร้อนใต้พิภพมีขนาดใหญ่โดยเฉพาะอย่างยิ่งในประเทศและภูมิภาคที่มีการเกิดแผ่นดินไหวและภูเขาไฟเพิ่มขึ้น (ไอซ์แลนด์ อิตาลี นิวซีแลนด์, ฟิลิปปินส์, เม็กซิโก, คัมชัตกา และ คอเคซัสเหนือในรัสเซีย แคลิฟอร์เนีย สหรัฐอเมริกา)

สำหรับการพัฒนาทางเศรษฐกิจ การรวมดินแดน (การสะสม) ของแร่ธาตุจะเป็นประโยชน์มากที่สุด ซึ่งอำนวยความสะดวก การประมวลผลที่ซับซ้อนวัตถุดิบ.

การสกัดทรัพยากรแร่ ปิด(ของฉัน) วิธีการในระดับโลกดำเนินการใน ต่างประเทศ ยุโรป, ส่วนยุโรปของรัสเซีย, สหรัฐอเมริกา, ที่ซึ่งแหล่งน้ำและแอ่งน้ำหลายแห่งตั้งอยู่ชั้นบน เปลือกโลกได้รับการพัฒนาอย่างดีอยู่แล้ว

หากแร่ธาตุเกิดขึ้นที่ระดับความลึก 20-30 ม. จะทำกำไรได้มากกว่าที่จะเอาชั้นบนสุดของหินออกด้วยรถปราบดินและเหมือง เปิดทาง. ตัวอย่างเช่น แร่เหล็กถูกขุดในหลุมเปิดในภูมิภาค Kursk ซึ่งเป็นถ่านหินในแหล่งแร่บางแห่งในไซบีเรีย

ในแง่ของปริมาณสำรองและการผลิตแร่มากมาย รัสเซียครองหนึ่งในสถานที่แรกในโลก (ก๊าซ ถ่านหิน น้ำมัน แร่เหล็ก,เพชร).

ในตาราง. 7.4 แสดงความสัมพันธ์ระหว่างโครงสร้างของเปลือกโลก ภูมิประเทศ และการกระจายตัวของแร่ธาตุ

Tableia 7.4

การสะสมของแร่ธาตุขึ้นอยู่กับโครงสร้างและการกลับมาของส่วนของเปลือกโลกและธรณีสัณฐาน

ธรณีสัณฐาน	โครงสร้างและอายุของส่วนหนึ่งของเปลือกโลก	แร่ธาตุที่มีลักษณะเฉพาะ	ตัวอย่าง
ที่ราบ	โล่ของแพลตฟอร์ม Archean-Proterozoic	แร่เหล็กที่อุดมสมบูรณ์	โล่ยูเครน, โล่บอลติกของแพลตฟอร์มรัสเซีย
	แผ่นจารึกของแท่นโบราณซึ่งครอบคลุมซึ่งถูกสร้างขึ้นในสมัย Paleozoic และ Mesozoic	น้ำมัน ก๊าซ ถ่านหิน วัสดุก่อสร้าง	ที่ราบลุ่มไซบีเรียตะวันตก ที่ราบรัสเซีย
ภูเขา	ภูเขาลูกเล็กแห่งยุคอัลไพน์	แร่โพลีเมทัลลิก วัสดุก่อสร้าง	คอเคซัส, เทือกเขาแอลป์
	ซากปรักหักพังของเทือกเขา Mesozoic, Hercynian และ Caledonian ที่ถูกทำลาย	โครงสร้างที่อุดมไปด้วยแร่ธาตุ: แร่เหล็ก (เหล็ก, แมงกานีส) และโลหะที่ไม่ใช่เหล็ก (โครเมียม, ทองแดง, นิกเกิล, ยูเรเนียม, ปรอท) โลหะวางของทอง, แพลตตินั่ม, เพชร	เนินเขาเล็ก ๆ คาซัค
	ภูเขาที่ได้รับการฟื้นฟูของ Mesozoic และ Paleozoic พับ	แร่ที่ทำด้วยโลหะเหล็กและโลหะนอกกลุ่มเหล็ก ทองคำ แพลตตินั่ม และเพชร	Ural, Appalachians, ภูเขาแห่งยุโรปกลาง
ชั้นวางของคอนติเนนตัล (ชั้นวางของ)	การโก่งตัวเล็กน้อย	น้ำมันก๊าซ	อ่าวเม็กซิโก
	ส่วนที่ถูกน้ำท่วมของแผ่นพื้น, ชานชาลา	น้ำมันก๊าซ	อ่าวเปอร์เซีย
พื้นมหาสมุทร	ที่ราบเหว	ก้อนเหล็กแมงกานีส	ใต้ท้องทะเลเหนือ

อุทกสเฟียร์

อุทกสเฟียร์(จากภาษากรีก. พลังน้ำ-น้ำและ สไปร- ลูกบอล) - เปลือกน้ำของโลกซึ่งเป็นการรวมกันของมหาสมุทร ทะเล และแอ่งน้ำในทวีป - แม่น้ำ ทะเลสาบ หนองน้ำ ฯลฯ น้ำใต้ดิน ธารน้ำแข็ง และหิมะปกคลุม

เป็นที่เชื่อกันว่าเปลือกน้ำของโลกก่อตัวขึ้นในช่วงต้นของ Archean นั่นคือประมาณ 3800 ล้านปีก่อน ในช่วงเวลานี้ของประวัติศาสตร์โลก อุณหภูมิได้ก่อตัวขึ้นบนโลกของเรา โดยที่น้ำส่วนใหญ่จะอยู่ในสถานะการรวมตัวเป็นของเหลว

น้ำเป็นสารมีคุณสมบัติเฉพาะตัว ได้แก่ :

♦ ความสามารถในการละลายสารจำนวนมาก

♦ความจุความร้อนสูง;

♦ อยู่ในสถานะของเหลวในช่วงอุณหภูมิตั้งแต่ 0 ถึง 100 °С;

♦ ความเบาของน้ำในสถานะของแข็ง (น้ำแข็ง) มากกว่าในสถานะของเหลว

คุณสมบัติที่เป็นเอกลักษณ์น้ำทำให้น้ำมีบทบาทสำคัญในกระบวนการวิวัฒนาการที่เกิดขึ้นในชั้นผิวของเปลือกโลก ในการหมุนเวียนของสสารในธรรมชาติ และเป็นเงื่อนไขสำหรับการเกิดขึ้นและการพัฒนาของสิ่งมีชีวิตบนโลก น้ำเริ่มเติมเต็มทางธรณีวิทยาและ ฟังก์ชั่นทางชีวภาพในประวัติศาสตร์ของโลกหลังการก่อตัวของอุทกสเฟียร์

ไฮโดรสเฟียร์ประกอบด้วยน้ำผิวดินและน้ำใต้ดิน ผิวน้ำไฮโดรสเฟียร์ครอบคลุม 70.8% พื้นผิวโลก. ปริมาตรรวมของพวกมันถึง 1370.3 ล้านกม. 3 ซึ่งเท่ากับ 1/800 ของปริมาตรทั้งหมดของโลกและมีมวลประมาณ 1.4 x 1,018 ตัน น้ำผิวดิน กล่าวคือ น่านน้ำที่ปกคลุมพื้นดิน รวมถึงมหาสมุทรโลก ทวีป อ่างน้ำและ น้ำแข็งทวีป. มหาสมุทรโลกรวมถึงทะเลและมหาสมุทรทั้งหมดของโลก

ทะเลและมหาสมุทรครอบคลุม 3/4 ของผิวดิน หรือ 361.1 ล้าน km2 น้ำผิวดินจำนวนมาก - 98% - กระจุกตัวอยู่ในมหาสมุทรโลก มหาสมุทรโลกแบ่งออกเป็นสี่มหาสมุทรตามเงื่อนไข: มหาสมุทรแอตแลนติกแปซิฟิกอินเดียและอาร์กติก พวกเขาเชื่อว่า ระดับที่ทันสมัยมหาสมุทรก่อตั้งขึ้นเมื่อประมาณ 7000 ปีที่แล้ว จากการศึกษาทางธรณีวิทยา ระดับน้ำทะเลผันผวนในช่วง 200 ล้านปีที่ผ่านมาไม่เกิน 100 เมตร

น้ำในมหาสมุทรมีความเค็ม ปริมาณเกลือเฉลี่ยอยู่ที่ประมาณ 3.5% โดยน้ำหนัก หรือ 35 ก./ลิตร พวกเขา องค์ประกอบเชิงคุณภาพต่อไปนี้: Na +, Mg 2+, K +, Ca 2+ เหนือกว่าจากไพเพอร์, จากแอนไอออน - Cl-, SO 4 2-, Br -, C0z 2-, F -. เชื่อกันว่าองค์ประกอบเกลือของมหาสมุทรยังคงที่ตั้งแต่ ยุคพาลีโอโซอิกช่วงเวลาแห่งการเริ่มต้นของการพัฒนาชีวิตบนบก นั่นคือ ประมาณภายใน 400 ล้านปี

แอ่งน้ำคอนติเนนตัลคือ แม่น้ำ ทะเลสาบ หนองน้ำ อ่างเก็บน้ำ น้ำของพวกเขาคิดเป็น 0.35% ของมวลรวมของน้ำผิวดินของไฮโดรสเฟียร์ แหล่งน้ำในทวีปบางแห่ง - ทะเลสาบ - มี น้ำเกลือ. ทะเลสาบเหล่านี้มีต้นกำเนิดจากภูเขาไฟหรือเป็นซากแยกของทะเลโบราณหรือก่อตัวขึ้นในบริเวณที่มีตะกอนหนาทึบของเกลือที่ละลายน้ำได้ อย่างไรก็ตาม แหล่งน้ำในทวีปยุโรปส่วนใหญ่เป็นน้ำจืด

น้ำจืดของอ่างเก็บน้ำเปิดยังมีเกลือที่ละลายน้ำได้ แต่ในปริมาณเล็กน้อย น้ำจืดแบ่งออกเป็นน้ำอ่อนและแข็ง ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับเนื้อหาของเกลือที่ละลายในน้ำ ยิ่งเกลือละลายในน้ำน้อยเท่าไหร่ก็ยิ่งนิ่มเท่านั้น น้ำจืดที่แข็งที่สุดมีเกลือไม่เกิน 0.005% โดยน้ำหนัก หรือ 0.5 g/l

น้ำแข็งทวีปคิดเป็น 1.65% ของมวลน้ำผิวดินทั้งหมดของไฮโดรสเฟียร์ 99% ของน้ำแข็งอยู่ในทวีปแอนตาร์กติกาและกรีนแลนด์ น้ำหนักรวมหิมะและน้ำแข็งบนโลกประมาณ 0.0004% ของมวลโลกของเรา เพียงพอที่จะครอบคลุมพื้นผิวทั้งหมดของโลกด้วยชั้นน้ำแข็งหนา 53 ม. จากการคำนวณหากมวลนี้ละลายระดับมหาสมุทรจะเพิ่มขึ้น 64 ม.

องค์ประกอบทางเคมีของน้ำผิวดินของไฮโดรสเฟียร์มีค่าเท่ากับองค์ประกอบเฉลี่ยโดยประมาณ น้ำทะเล. ขององค์ประกอบทางเคมี ออกซิเจน (85.8%) และไฮโดรเจน (10.7%) มีอำนาจเหนือกว่าโดยน้ำหนัก น้ำผิวดินประกอบด้วยคลอรีน (1.9%) และโซเดียม (1.1%) ในปริมาณมาก มีปริมาณกำมะถันและโบรมีนสูงกว่าในเปลือกโลกอย่างมีนัยสำคัญ

อุทกสัณฐานน้ำบาดาลมีแหล่งน้ำจืดหลัก: สันนิษฐานว่าปริมาตรรวมของน้ำใต้ดินอยู่ที่ประมาณ 28.5 พันล้านกม. 3 ซึ่งมากกว่าในมหาสมุทรเกือบ 15 เท่า เชื่อกันว่าเป็นน้ำบาดาลที่เป็นอ่างเก็บน้ำหลักที่เติมเต็มแหล่งน้ำผิวดินทั้งหมด ไฮโดรสเฟียร์ใต้ดินสามารถแบ่งออกเป็นห้าโซน

ไครโอโซนพื้นที่น้ำแข็ง. โซนครอบคลุมบริเวณขั้วโลก ความหนาประมาณ 1 กม.

โซนน้ำของเหลวครอบคลุมเกือบทั้งเปลือกโลก

โซนไอน้ำจำกัดความลึก 160 กม. เชื่อกันว่าน้ำในเขตนี้มีอุณหภูมิ 450 °C ถึง 700 °C และอยู่ภายใต้ความกดอากาศสูงถึง 5 GPa 1

ด้านล่างที่ความลึกสูงสุด 270 กม. มี โซนของโมเลกุลน้ำโมโนเมอร์ครอบคลุมชั้นของน้ำที่มีช่วงอุณหภูมิตั้งแต่ 700 °C ถึง 1,000 °C และแรงดันสูงสุด 10 GPa

โซนน้ำหนาแน่นสันนิษฐานว่าขยายไปถึงความลึก 3000 กม. และล้อมรอบเสื้อคลุมทั้งหมดของโลก อุณหภูมิของน้ำในโซนนี้ประมาณไว้ที่ 1,000 ถึง 4000 องศาเซลเซียส และความดันสูงสุด 120 GPa น้ำภายใต้สภาวะดังกล่าวจะแตกตัวเป็นไอออนอย่างสมบูรณ์

ไฮโดรสเฟียร์ของโลกทำหน้าที่สำคัญ: ควบคุมอุณหภูมิของดาวเคราะห์ ทำให้แน่ใจในการไหลเวียนของสาร และเป็นส่วนสำคัญของชีวมณฑล

ผลกระทบโดยตรงต่อ การควบคุมอุณหภูมิชั้นผิวโลก ไฮโดรสเฟียร์จัดให้เนื่องจากหนึ่ง คุณสมบัติที่สำคัญน้ำ - ความจุความร้อนสูง ด้วยเหตุผลนี้ น้ำผิวดินจึงสะสมพลังงานแสงอาทิตย์ แล้วค่อยๆ ปล่อยมันออกสู่อวกาศโดยรอบ การปรับอุณหภูมิให้เท่ากันบนพื้นผิวโลกเกิดขึ้นเพียงเพราะวัฏจักรของน้ำ นอกจากนี้ หิมะและน้ำแข็งยังมีแสงสะท้อนสูงมากอีกด้วย

ความสามารถ: เกินค่าเฉลี่ยสำหรับพื้นผิวโลก 30% ดังนั้นที่ขั้วความแตกต่างระหว่างพลังงานที่ถูกดูดกลืนและพลังงานที่แผ่รังสีจะเป็นลบเสมอนั่นคือพลังงานที่ดูดซับโดยพื้นผิวจะน้อยกว่าที่ปล่อยออกมา นี่คือลักษณะการควบคุมอุณหภูมิของดาวเคราะห์ที่เกิดขึ้น

ความปลอดภัย การปั่นจักรยานเป็นหน้าที่ที่สำคัญอีกอย่างหนึ่งของไฮโดรสเฟียร์

ไฮโดรสเฟียร์มีปฏิสัมพันธ์กับชั้นบรรยากาศ เปลือกโลก และชีวมณฑลอย่างต่อเนื่อง น้ำในไฮโดรสเฟียร์ละลายอากาศในตัวเอง ทำให้ออกซิเจนเข้มข้น ซึ่งสิ่งมีชีวิตในน้ำใช้ต่อไป คาร์บอนไดออกไซด์ในอากาศซึ่งเกิดขึ้นส่วนใหญ่เป็นผลมาจากการหายใจของสิ่งมีชีวิต การเผาไหม้เชื้อเพลิงและการระเบิดของภูเขาไฟ มีความสามารถในการละลายน้ำสูงและสะสมในไฮโดรสเฟียร์ ไฮโดรสเฟียร์ยังละลายก๊าซเฉื่อยหนักในตัวเองเช่นซีนอนและคริปทอนซึ่งมีเนื้อหาในน้ำสูงกว่าในอากาศ

น้ำของไฮโดรสเฟียร์ระเหยเข้าสู่ชั้นบรรยากาศและตกลงมาในรูปของการตกตะกอนซึ่งทะลุผ่านหินทำลายพวกมัน น้ำจึงมีส่วนร่วมในกระบวนการ สภาพดินฟ้าอากาศหิน. เศษหินถูกทำลาย น้ำไหลลงไปในแม่น้ำ และจากนั้นลงสู่ทะเลและมหาสมุทร หรือในอ่างเก็บน้ำแบบภาคพื้นทวีปที่ปิด และค่อย ๆ ทับถมที่ด้านล่าง ตะกอนเหล่านี้จะกลายเป็นหินตะกอนในเวลาต่อมา

เป็นที่เชื่อกันว่าไอออนบวกหลักของน้ำทะเล - ไอออนบวกของโซเดียม, แมกนีเซียม, โพแทสเซียม, แคลเซียม - เกิดจากการผุกร่อนของหินและการกำจัดผลิตภัณฑ์ที่ผุกร่อนโดยแม่น้ำสู่ทะเลในภายหลัง แอนไอออนที่สำคัญที่สุดของน้ำทะเล - แอนไอออนของคลอรีน โบรมีน ฟลูออรีน ซัลเฟตไอออน และคาร์บอเนตไอออน อาจมาจากบรรยากาศและเกี่ยวข้องกับการเกิดภูเขาไฟ

ส่วนหนึ่งของเกลือที่ละลายน้ำได้จะถูกลบออกจากองค์ประกอบของไฮโดรสเฟียร์อย่างเป็นระบบโดยการตกตะกอน ตัวอย่างเช่น เมื่อคาร์บอเนตไอออนที่ละลายในน้ำทำปฏิกิริยากับแคลเซียมและแมกนีเซียมไอออนบวก เกลือที่ไม่ละลายน้ำจะก่อตัวขึ้น ซึ่งจะจมลงไปด้านล่างในรูปของหินตะกอนคาร์บอเนต สิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่ในไฮโดรสเฟียร์มีบทบาทสำคัญในการตกตะกอนของเกลือบางชนิด พวกมันแยกไอออนบวกและแอนไอออนแต่ละตัวออกจากน้ำทะเล โดยมุ่งความสนใจไปที่โครงกระดูกและเปลือกของมันในรูปของคาร์บอเนต ซิลิเกต ฟอสเฟต และสารประกอบอื่นๆ หลังจากการตายของสิ่งมีชีวิต เปลือกแข็งของพวกมันสะสมบน ก้นทะเลและก่อตัวเป็นชั้นหนาของหินปูน ฟอสฟอรัส และหินทรายต่างๆ หินตะกอนและแร่ธาตุที่มีค่า เช่น น้ำมัน ถ่านหิน บอกไซต์ เกลือต่างๆ เป็นต้น ส่วนใหญ่ก่อตัวขึ้นในอดีต ยุคทางธรณีวิทยาในอ่างเก็บน้ำต่าง ๆ ของไฮโดรสเฟียร์ มีการพิสูจน์แล้วว่าแม้แต่หินที่เก่าแก่ที่สุดซึ่งมีอายุสัมบูรณ์ถึง 1.8 พันล้านปี ก็เป็นตะกอนที่เปลี่ยนแปลงไปอย่างมากใน สิ่งแวดล้อมทางน้ำ. น้ำยังใช้ในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงซึ่งผลิต อินทรียฺวัตถุและออกซิเจน

เมื่อประมาณ 3,500 ล้านปีก่อน สิ่งมีชีวิตบนโลกมีต้นกำเนิดมาจากไฮโดรสเฟียร์ วิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตยังคงดำเนินต่อไปในสภาพแวดล้อมทางน้ำจนถึงต้นยุค Paleozoic เมื่อประมาณ 400 ล้านปีก่อนการอพยพของสัตว์และพืชสู่พื้นดินอย่างค่อยเป็นค่อยไป ในเรื่องนี้ ไฮโดรสเฟียร์ถือเป็นส่วนประกอบของชีวมณฑล (ชีวมณฑล -ทรงกลมของชีวิต พื้นที่ที่สิ่งมีชีวิตอาศัยอยู่)

สิ่งมีชีวิตมีการกระจายอย่างไม่สม่ำเสมออย่างมากในไฮโดรสเฟียร์ จำนวนและความหลากหลายของสิ่งมีชีวิตในบางพื้นที่ของน้ำผิวดินนั้นพิจารณาจากหลายปัจจัย รวมถึงปัจจัยแวดล้อมที่ซับซ้อน เช่น อุณหภูมิ ความเค็มของน้ำ การส่องสว่าง และความดัน เมื่อความลึกเพิ่มขึ้น ผลจำกัดของการส่องสว่างและแรงดันจะเพิ่มขึ้น: ปริมาณแสงที่เข้ามาจะลดลงอย่างรวดเร็ว และในทางกลับกัน แรงดันจะสูงมาก ดังนั้นในทะเลและมหาสมุทร พื้นที่ส่วนใหญ่มีประชากรอาศัยอยู่ นั่นคือ เขตไม่ลึกกว่า 200 เมตร ซึ่งส่วนใหญ่อบอุ่นด้วยรังสีของดวงอาทิตย์

V.I. Vernadsky อธิบายถึงหน้าที่ของไฮโดรสเฟียร์บนโลกของเราว่า: “น้ำกำหนดและสร้างชีวมณฑลทั้งหมด มันสร้างลักษณะสำคัญของเปลือกโลกจนถึงเปลือกแมกมาติก

บรรยากาศ

บรรยากาศ(จากภาษากรีก. บรรยากาศ-ไอน้ำ การระเหย และ สไปร- ลูก) - เปลือกโลกประกอบด้วยอากาศ

ส่วนหนึ่ง อากาศรวมถึงก๊าซและอนุภาคของสิ่งเจือปนที่เป็นของแข็งและของเหลวจำนวนมากที่แขวนลอยอยู่ในนั้น - ละอองลอย มวลของบรรยากาศประมาณ 5.157 x 10 15 ตัน คอลัมน์ของอากาศสร้างแรงกดดันต่อพื้นผิวโลก: ความกดอากาศเฉลี่ยที่ระดับน้ำทะเลคือ 1013.25 hPa หรือ 760 mm Hg ศิลปะ. ความดัน 760 มม. ปรอท ศิลปะ. เท่ากับหน่วยความดันนอกระบบ - 1 บรรยากาศ (1 atm.) อุณหภูมิเฉลี่ยอากาศใกล้พื้นผิวโลก - 15 ° C ในขณะที่อุณหภูมิแตกต่างกันไปจากประมาณ 57 ° C ในทะเลทรายกึ่งเขตร้อนถึง 89 ° C ในทวีปแอนตาร์กติกา

บรรยากาศไม่สม่ำเสมอ มีชั้นบรรยากาศดังต่อไปนี้: โทรโพสเฟียร์, สตราโตสเฟียร์, มีโซสเฟียร์, เทอร์โมสเฟียร์และ ชั้นนอก,ซึ่งมีลักษณะการกระจายอุณหภูมิ ความหนาแน่นของอากาศ และพารามิเตอร์อื่นๆ ที่แตกต่างกัน พื้นที่ของชั้นบรรยากาศที่อยู่ตรงกลางระหว่างชั้นเหล่านี้เรียกว่า โทรโปพอส, สตราโทพอสและ วัยหมดประจำเดือน

โทรโพสเฟียร์ -ชั้นล่างของบรรยากาศที่มีความสูง 8-10 กม. ในละติจูดขั้วโลกและสูงถึง 16-18 กม. ในเขตร้อน ชั้นโทรโพสเฟียร์มีลักษณะเฉพาะด้วยอุณหภูมิของอากาศที่ลดลงตามความสูง โดยที่ระยะห่างจากพื้นผิวโลกในแต่ละกิโลเมตร อุณหภูมิจะลดลงประมาณ 6 ° C ความหนาแน่นของอากาศลดลงอย่างรวดเร็ว ประมาณ 80% ของมวลรวมของบรรยากาศกระจุกตัวอยู่ในชั้นโทรโพสเฟียร์

สตราโตสเฟียร์ตั้งอยู่ที่ระดับความสูงโดยเฉลี่ย 10-15 กม. ถึง 50-55 กม. จากพื้นผิวโลก สตราโตสเฟียร์มีลักษณะเฉพาะด้วยอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นพร้อมความสูง อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นเกิดจากการดูดกลืนรังสีคลื่นสั้นจากดวงอาทิตย์ ซึ่งส่วนใหญ่เป็นรังสี UV (อัลตราไวโอเลต) โดยโอโซนในชั้นบรรยากาศนี้ ในเวลาเดียวกัน ในส่วนล่างของสตราโตสเฟียร์ จนถึงระดับ 20 กม. อุณหภูมิเปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อยตามความสูงและอาจลดลงเล็กน้อย ยิ่งอุณหภูมิสูงขึ้น - ช้าในตอนแรก แต่จากระดับ 34-36 กม. เร็วกว่ามาก ในส่วนบนของสตราโตสเฟียร์ที่ระดับความสูง 50-55 กม. อุณหภูมิถึง 260-270 K

มีโซสเฟียร์- ชั้นบรรยากาศ ที่ระดับความสูง 55-85 กม. ในชั้นมีโซสเฟียร์ อุณหภูมิของอากาศจะลดลงตามระดับความสูงที่เพิ่มขึ้น - จากประมาณ 270 K ที่ขอบล่างเป็น 200 K ที่ขอบบน

เทอร์โมสเฟียร์แผ่ขยายที่ระดับความสูงจากประมาณ 85 กม. ถึง 250 กม. จากพื้นผิวโลกและมีอุณหภูมิอากาศเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วถึง 800-1200 K ที่ระดับความสูง 250 กม. อุกกาบาตช้าลงและเผาไหม้ที่นี่ ดังนั้นเทอร์โมสเฟียร์จึงทำหน้าที่ของชั้นป้องกันของโลก

เหนือชั้นโทรโพสเฟียร์คือ ชั้นนอก,ขีด จำกัด บนซึ่งมีเงื่อนไขและมีความสูงประมาณ 1,000 กม. เหนือพื้นผิวโลก จากชั้นบรรยากาศชั้นนอก ก๊าซในชั้นบรรยากาศจะกระจายสู่อวกาศ จึงมีการเปลี่ยนจากชั้นบรรยากาศไปสู่อวกาศระหว่างดาวเคราะห์อย่างค่อยเป็นค่อยไป

อากาศในบรรยากาศใกล้พื้นผิวโลกประกอบด้วยก๊าซหลายชนิด ส่วนใหญ่เป็นไนโตรเจน (78.1% โดยปริมาตร) และออกซิเจน (20.9% โดยปริมาตร) องค์ประกอบของอากาศในปริมาณเล็กน้อยยังรวมถึงก๊าซต่อไปนี้: อาร์กอน, คาร์บอนไดออกไซด์, ฮีเลียม, โอโซน, เรดอน, ไอน้ำ นอกจากนี้ อากาศยังสามารถประกอบด้วยองค์ประกอบที่หลากหลาย เช่น ไนโตรเจนออกไซด์ แอมโมเนีย เป็นต้น

นอกจากก๊าซแล้ว อากาศยังประกอบด้วย ละอองลอยในบรรยากาศ,ซึ่งเป็นอนุภาคของแข็งและของเหลวที่ละเอียดมากที่ลอยอยู่ในอากาศ ละอองลอยเกิดขึ้นในช่วงชีวิตของสิ่งมีชีวิต กิจกรรมทางเศรษฐกิจมนุษย์ การปะทุของภูเขาไฟ การขึ้นของฝุ่นจากพื้นผิวโลก และจากฝุ่นจักรวาลที่เข้าสู่บรรยากาศชั้นบน

องค์ประกอบของอากาศในชั้นบรรยากาศที่มีความสูงประมาณ 100 กม. โดยทั่วไปจะคงที่ เมื่อเวลาผ่านไป และเป็นเนื้อเดียวกันในภูมิภาคต่างๆ ของโลก ในขณะเดียวกัน เนื้อหาของส่วนประกอบที่เป็นก๊าซและละอองลอยที่แปรผันได้นั้นไม่เหมือนกัน เหนือ 100-110 กม. มีการสลายตัวของออกซิเจนคาร์บอนไดออกไซด์และโมเลกุลของน้ำบางส่วน ที่ระดับความสูงประมาณ 1,000 กม. ก๊าซเบา - ฮีเลียมและไฮโดรเจน - เริ่มมีอำนาจเหนือกว่า และสูงกว่านั้น บรรยากาศของโลกจะค่อยๆ กลายเป็นก๊าซระหว่างดาวเคราะห์

ไอน้ำ- สำคัญ ส่วนประกอบอากาศ. เข้าสู่ชั้นบรรยากาศโดยการระเหยจากพื้นผิว น้ำ และดินชื้น รวมถึงการคายน้ำจากพืช ปริมาณไอน้ำในอากาศจะแปรผันตามพื้นผิวโลกตั้งแต่ 2.6% ในเขตร้อนไปจนถึง 0.2% ในละติจูดขั้วโลก ด้วยระยะห่างจากพื้นผิวโลก ปริมาณไอน้ำในอากาศจะลดลงอย่างรวดเร็ว และที่ความสูง 1.5-2 กม. จะลดลงครึ่งหนึ่ง ในชั้นโทรโพสเฟียร์ เมื่ออุณหภูมิลดลง ไอน้ำก็จะควบแน่น เมื่อไอน้ำควบแน่น เมฆจะก่อตัวขึ้น หยาดน้ำฟ้าในรูปของฝน หิมะ ลูกเห็บ ปริมาณน้ำฝนที่ตกลงสู่พื้นโลกเท่ากับปริมาณที่ระเหยออกจากพื้นผิว ดินแดนแห่งน้ำ ไอน้ำส่วนเกินในมหาสมุทรถูกส่งไปยังทวีปโดยกระแสอากาศ ปริมาณไอน้ำที่ขนส่งในบรรยากาศจากมหาสมุทรไปยังทวีปต่างๆ เท่ากับปริมาณการไหลของแม่น้ำที่ไหลลงสู่มหาสมุทร

โอโซน 90% เข้มข้นในสตราโตสเฟียร์ ส่วนที่เหลืออยู่ในโทรโพสเฟียร์ โอโซนดูดซับรังสียูวีจากดวงอาทิตย์ซึ่งมีผลเสียต่อสิ่งมีชีวิต บริเวณที่มีโอโซนต่ำในชั้นบรรยากาศเรียกว่า หลุมโอโซน

ความผันผวนสูงสุดของความหนาของชั้นโอโซนจะสังเกตได้จากละติจูดสูง ดังนั้นโอกาสที่หลุมโอโซนในบริเวณใกล้กับขั้วจะสูงกว่าที่เส้นศูนย์สูตร

คาร์บอนไดออกไซด์เข้าสู่ชั้นบรรยากาศในปริมาณมาก มันถูกปล่อยออกมาอย่างต่อเนื่องอันเป็นผลมาจากการหายใจของสิ่งมีชีวิต การเผาไหม้ การระเบิดของภูเขาไฟ และกระบวนการอื่น ๆ ที่เกิดขึ้นบนโลก อย่างไรก็ตาม คาร์บอนไดออกไซด์ในอากาศมีปริมาณต่ำ เนื่องจากคาร์บอนไดออกไซด์ส่วนใหญ่ละลายอยู่ในน้ำของไฮโดรสเฟียร์ อย่างไรก็ตาม มีข้อสังเกตว่าในช่วง 200 ปีที่ผ่านมา ปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศเพิ่มขึ้น 35% สาเหตุของการเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญดังกล่าวเกิดจากกิจกรรมทางเศรษฐกิจของมนุษย์

แหล่งความร้อนหลักสำหรับชั้นบรรยากาศคือพื้นผิวโลก อากาศในชั้นบรรยากาศผ่านเข้าสู่พื้นผิวโลกได้ดีพอสมควร แสงแดด. รังสีดวงอาทิตย์ที่เข้าสู่โลกถูกดูดกลืนโดยชั้นบรรยากาศบางส่วน ส่วนใหญ่โดยไอน้ำและโอโซน แต่รังสีส่วนใหญ่มาถึงพื้นผิวโลก

รังสีสุริยะทั้งหมดที่ไปถึงพื้นผิวโลกนั้นสะท้อนออกมาบางส่วน ปริมาณการสะท้อนขึ้นอยู่กับการสะท้อนแสงของพื้นที่เฉพาะของพื้นผิวโลกที่เรียกว่า อัลเบโด้อัลเบโดเฉลี่ยของโลกอยู่ที่ประมาณ 30% ในขณะที่ความแตกต่างระหว่างค่าอัลเบโดอยู่ที่ 7-9% สำหรับเชอร์โนเซมถึง 90% สำหรับหิมะที่เพิ่งตกลงมา เมื่อได้รับความร้อน พื้นผิวโลกจะปล่อยรังสีความร้อนออกสู่ชั้นบรรยากาศและทำให้ชั้นล่างร้อนขึ้น นอกจากแหล่งพลังงานความร้อนหลักของบรรยากาศแล้ว - ความร้อนของพื้นผิวโลก ความร้อนเข้าสู่ชั้นบรรยากาศอันเป็นผลมาจากการควบแน่นของไอน้ำรวมถึงการดูดซับโดยตรง รังสีดวงอาทิตย์.

ความร้อนที่ไม่เท่ากันของชั้นบรรยากาศในภูมิภาคต่าง ๆ ของโลกทำให้เกิดการกระจายความดันที่ไม่เท่ากันซึ่งนำไปสู่การกระจัด มวลอากาศตามพื้นผิวโลก มวลอากาศเคลื่อนจากบริเวณที่มีความกดอากาศสูงไปยังบริเวณที่มีความกดอากาศต่ำ การเคลื่อนที่ของมวลอากาศนี้เรียกว่า ลม.ภายใต้เงื่อนไขบางประการความเร็วลมอาจสูงมากถึง 30 m / s ขึ้นไป (มากกว่า 30 m / s - แล้ว พายุเฮอริเคน).

สถานะของชั้นล่างของบรรยากาศ ณ ที่ที่กำหนดและในเวลาที่กำหนดเรียกว่า สภาพอากาศ.ลักษณะอากาศ คือ อุณหภูมิของอากาศ ปริมาณน้ำฝน ความแรงและทิศทางลม ความขุ่น ความชื้นในอากาศ และ ความกดอากาศ. สภาพอากาศถูกกำหนดโดยเงื่อนไขของการไหลเวียนของบรรยากาศและ ที่ตั้งทางภูมิศาสตร์ภูมิประเทศ. มีเสถียรภาพมากที่สุดในเขตร้อนและแปรผันมากที่สุดในละติจูดกลางและสูง ธรรมชาติของสภาพอากาศ การเปลี่ยนแปลงตามฤดูกาลขึ้นอยู่กับ ภูมิอากาศในดินแดนแห่งนี้

ภายใต้, ภูมิอากาศเป็นที่เข้าใจกันว่าเป็นคุณลักษณะสภาพอากาศที่เกิดซ้ำบ่อยที่สุดสำหรับพื้นที่ที่กำหนดซึ่งคงอยู่เป็นเวลานาน เหล่านี้เป็นลักษณะเฉลี่ยมากกว่า 100 ปี - อุณหภูมิ, ความดัน, ปริมาณน้ำฝน, ฯลฯ แนวคิดของสภาพภูมิอากาศ (จาก กรีก klima- ความชัน) เกิดขึ้นใน กรีกโบราณ. ถึงอย่างนั้นก็เข้าใจว่า สภาพอากาศขึ้นอยู่กับมุมที่รังสีของดวงอาทิตย์กระทบพื้นผิวโลก เงื่อนไขสำคัญในการสร้างสภาพอากาศในพื้นที่ที่กำหนดคือปริมาณพลังงานต่อหน่วยพื้นที่ ขึ้นอยู่กับการแผ่รังสีดวงอาทิตย์ทั้งหมดบนพื้นผิวโลกและอัลเบโดของพื้นผิวนี้ ดังนั้นในบริเวณเส้นศูนย์สูตรและใกล้ขั้วโลก อุณหภูมิจะเปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อยในระหว่างปี และในภูมิภาคกึ่งเขตร้อนและในละติจูดกลาง แอมพลิจูดของอุณหภูมิรายปีอาจสูงถึง 65 °C กระบวนการสร้างสภาพอากาศหลัก ได้แก่ การแลกเปลี่ยนความร้อน การแลกเปลี่ยนความชื้น และการไหลเวียนของบรรยากาศ กระบวนการทั้งหมดนี้มีแหล่งพลังงานเพียงแหล่งเดียวคือดวงอาทิตย์

บรรยากาศเป็นแบบไซน์ควอนอนสำหรับทุกรูปแบบของชีวิต มูลค่าสูงสุดสำหรับชีวิตของสิ่งมีชีวิตมีก๊าซที่เป็นส่วนหนึ่งของอากาศดังต่อไปนี้: ออกซิเจน, ไนโตรเจน, ไอน้ำ, คาร์บอนไดออกไซด์, โอโซน ออกซิเจนเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการหายใจของสิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่ ไนโตรเจนที่ดูดซึมจากอากาศโดยจุลินทรีย์บางชนิดมีความจำเป็นต่อแร่ธาตุอาหารของพืช ไอน้ำที่ควบแน่นและหลุดออกมาเป็นหยาดน้ำคือแหล่งน้ำบนบก คาร์บอนไดออกไซด์เป็นวัสดุเริ่มต้นสำหรับกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง โอโซนดูดซับรังสี UV อย่างหนักซึ่งเป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิต

สันนิษฐานว่าบรรยากาศสมัยใหม่มีต้นกำเนิดทุติยภูมิ: เกิดขึ้นหลังจากการก่อตัวของดาวเคราะห์เสร็จสิ้นเมื่อประมาณ 4.5 พันล้านปีก่อนจากก๊าซที่ปล่อยออกมาจากเปลือกแข็งของโลก ในระหว่าง ประวัติศาสตร์ทางธรณีวิทยาอิทธิพลของชั้นบรรยากาศของโลก ปัจจัยต่างๆได้รับการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญในองค์ประกอบของมัน

การพัฒนาชั้นบรรยากาศขึ้นอยู่กับกระบวนการทางธรณีวิทยาและธรณีเคมีที่เกิดขึ้นบนโลก หลังจากการเกิดขึ้นของสิ่งมีชีวิตบนโลกของเรา นั่นคือ ประมาณ 3.5 พันล้านปีก่อน สิ่งมีชีวิตเริ่มมีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อการพัฒนาของชั้นบรรยากาศ ส่วนสำคัญของก๊าซ - ไนโตรเจน, คาร์บอนไดออกไซด์, ไอน้ำ - เกิดขึ้นจากการปะทุของภูเขาไฟ ออกซิเจนปรากฏขึ้นเมื่อประมาณ 2 พันล้านปีก่อนอันเป็นผลมาจากกิจกรรมของสิ่งมีชีวิตสังเคราะห์แสงที่มีต้นกำเนิดมาจากผิวน้ำของมหาสมุทร

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา มีการเปลี่ยนแปลงอย่างเห็นได้ชัดในบรรยากาศที่เกี่ยวข้องกับกิจกรรมทางเศรษฐกิจของมนุษย์ ดังนั้นจากการสังเกตพบว่าในช่วง 200 ปีที่ผ่านมาความเข้มข้นของก๊าซเรือนกระจกเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ: เนื้อหาของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เพิ่มขึ้น 1.35 เท่ามีเทน - 2.5 เท่า เนื้อหาขององค์ประกอบแปรผันอื่นๆ ในองค์ประกอบของอากาศเพิ่มขึ้นอย่างมาก

การเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่องในสถานะของบรรยากาศ - การเพิ่มขึ้นของความเข้มข้นของก๊าซเรือนกระจก, หลุมโอโซน, มลพิษทางอากาศ - ทั่วโลก ปัญหาสิ่งแวดล้อมความทันสมัย

ผู้คนในสมัยโบราณเรียนรู้ที่จะใช้ทรัพยากรเหล่านี้เพื่อตอบสนองความต้องการของพวกเขา ซึ่งพบว่ามีการแสดงออกถึงชื่อยุคประวัติศาสตร์ในการพัฒนามนุษยชาติ: "ยุคหิน", "ยุคสำริด", "ยุคเหล็ก" ปัจจุบันมีการใช้ทรัพยากรแร่มากกว่า 200 ชนิด ตามการแสดงออกโดยนัยของนักวิชาการ A.E. Fersman (1883–1945) ตอนนี้ระบบเป็นระยะทั้งหมดของ Mendeleev ถูกวางไว้ที่เท้าของมนุษยชาติ

เป็นที่รู้จักทั่วโลกมากกว่า 3,600 คน ถ่านหินแอ่งและตะกอนซึ่งรวมกันครอบครอง 15% ของพื้นที่แผ่นดิน แหล่งถ่านหินส่วนใหญ่อยู่ในเอเชีย อเมริกาเหนือและยุโรปและกระจุกตัวอยู่ในลุ่มน้ำที่ใหญ่ที่สุด 10 แห่งของจีน สหรัฐอเมริกา รัสเซีย อินเดีย เยอรมนี

แบริ่งน้ำมันและก๊าซมีการสำรวจแอ่งน้ำมากกว่า 600 แห่งมีการพัฒนา 450 แห่ง จำนวนแหล่งน้ำมันทั้งหมดถึง 35,000 แหล่งสำรองหลักตั้งอยู่ในซีกโลกเหนือและเป็นแหล่งแร่มีโซโซอิก ส่วนหลักของเงินสำรองเหล่านี้ยังกระจุกตัวอยู่ในแอ่งน้ำที่ใหญ่ที่สุดจำนวนเล็กน้อยของซาอุดีอาระเบีย สหรัฐอเมริกา รัสเซีย และอิหร่าน

แร่แร่ธาตุมักจะถูกกักขังอยู่ที่ฐานราก (โล่) ของแท่นโบราณ เช่นเดียวกับพื้นที่พับ ในพื้นที่ดังกล่าว พวกมันมักจะสร้างแถบแร่ (โลหะ) ขนาดมหึมา ซึ่งเชื่อมต่อกันด้วยจุดกำเนิดของพวกมันด้วยรอยร่องลึกในเปลือกโลก แหล่งพลังงานความร้อนใต้พิภพมีขนาดใหญ่โดยเฉพาะอย่างยิ่งในประเทศและพื้นที่ที่มีการเกิดแผ่นดินไหวและภูเขาไฟเพิ่มขึ้น (ไอซ์แลนด์ อิตาลี นิวซีแลนด์ ฟิลิปปินส์ เม็กซิโก คัมชัตกา และคอเคซัสเหนือในรัสเซีย แคลิฟอร์เนียในสหรัฐอเมริกา)

สำหรับการพัฒนาทางเศรษฐกิจ สิ่งที่ได้เปรียบที่สุดคือการรวมดินแดน (การสะสม) ของแร่ธาตุ ซึ่งอำนวยความสะดวกในการประมวลผลวัตถุดิบที่ซับซ้อน

การสกัดทรัพยากรแร่ ปิดวิธีการ (ของฉัน) ในระดับโลกดำเนินการในยุโรปต่างประเทศ ส่วนยุโรปของรัสเซีย สหรัฐอเมริกา ซึ่งแหล่งสะสมและแอ่งจำนวนมากที่ตั้งอยู่ในชั้นบนของเปลือกโลกได้รับการพัฒนาอย่างหนักแล้ว

หากแร่ธาตุเกิดขึ้นที่ความลึก 20-30 ม. จะทำกำไรได้มากกว่าที่จะเอาชั้นบนสุดของหินด้วยรถปราบดินและเหมือง เปิดทาง. ตัวอย่างเช่น แร่เหล็กถูกขุดในหลุมเปิดในภูมิภาค Kursk ซึ่งเป็นถ่านหินในแหล่งแร่บางแห่งในไซบีเรีย

ในแง่ของปริมาณสำรองและการผลิตแร่มากมาย รัสเซียครองหนึ่งในสถานที่แรกในโลก (ก๊าซ ถ่านหิน น้ำมัน แร่เหล็ก เพชร)

ตาราง 7.4

อุทกสเฟียร์

อุทกสเฟียร์(จากภาษากรีก. ไฮโดร- น้ำและ สไปร- ลูกบอล) - เปลือกน้ำของโลกซึ่งเป็นกลุ่มของมหาสมุทร ทะเล และแอ่งน้ำในทวีป - แม่น้ำ ทะเลสาบ หนองน้ำ ฯลฯ น้ำบาดาล ธารน้ำแข็ง และหิมะปกคลุม

น้ำเป็นสารมีคุณสมบัติเฉพาะตัว ได้แก่ :

♦ ความสามารถในการละลายสารจำนวนมาก

♦ความจุความร้อนสูง;

♦ อยู่ในสถานะของเหลวในช่วงอุณหภูมิ 0 ถึง 100 °C;

♦ ความเบาของน้ำในสถานะของแข็ง (น้ำแข็ง) มากกว่าในสถานะของเหลว

คุณสมบัติเฉพาะของน้ำทำให้น้ำมีบทบาทสำคัญในกระบวนการวิวัฒนาการที่เกิดขึ้นในชั้นผิวของเปลือกโลก ในการหมุนเวียนของสสารในธรรมชาติ และเป็นเงื่อนไขสำหรับการเกิดขึ้นและการพัฒนาของสิ่งมีชีวิตบนโลก น้ำเริ่มทำหน้าที่ทางธรณีวิทยาและชีวภาพในประวัติศาสตร์ของโลกหลังจากการก่อตัวของอุทกสเฟียร์

ไฮโดรสเฟียร์ประกอบด้วยน้ำผิวดินและน้ำใต้ดิน ผิวน้ำไฮโดรสเฟียร์ครอบคลุม 70.8% ของพื้นผิวโลก ปริมาตรรวมของพวกมันถึง 1370.3 ล้านกม. 3 ซึ่งเท่ากับ 1/800 ของปริมาตรทั้งหมดของโลกและมีมวลประมาณ 1.4 ชั่วโมง 1,018 ตัน น้ำผิวดิน กล่าวคือ น้ำที่ปกคลุมพื้นดิน ได้แก่ มหาสมุทรโลก น้ำในทวีป แอ่งน้ำและน้ำแข็งในทวีป

มหาสมุทรโลกรวมถึงทะเลและมหาสมุทรทั้งหมดของโลก

ทะเลและมหาสมุทรครอบคลุม 3/4 ของผิวดิน หรือ 361.1 ล้าน km2 น้ำผิวดินจำนวนมากกระจุกตัวอยู่ในมหาสมุทรโลก - 98% มหาสมุทรโลกแบ่งออกเป็นสี่มหาสมุทรตามเงื่อนไข: มหาสมุทรแอตแลนติกแปซิฟิกอินเดียและอาร์กติก เป็นที่เชื่อกันว่าระดับปัจจุบันของมหาสมุทรถูกสร้างขึ้นเมื่อประมาณ 7000 ปีที่แล้ว จากการศึกษาทางธรณีวิทยา ระดับน้ำทะเลผันผวนในช่วง 200 ล้านปีที่ผ่านมาไม่เกิน 100 เมตร

น้ำในมหาสมุทรมีความเค็ม ปริมาณเกลือเฉลี่ยอยู่ที่ประมาณ 3.5% โดยน้ำหนัก หรือ 35 ก./ลิตร องค์ประกอบเชิงคุณภาพของพวกเขามีดังนี้: ไพเพอร์ถูกครอบงำโดย Na +, Mg 2+, K +, Ca 2+, แอนไอออน - Cl -, SO 4 2-, Br -, CO 3 2-, F - เป็นที่เชื่อกันว่าองค์ประกอบเกลือของมหาสมุทรยังคงไม่เปลี่ยนแปลงตั้งแต่ยุค Paleozoic ซึ่งเป็นช่วงเวลาที่ชีวิตเริ่มพัฒนาบนบกนั่นคือประมาณ 400 ล้านปี

แอ่งน้ำคอนติเนนตัลคือ แม่น้ำ ทะเลสาบ หนองน้ำ อ่างเก็บน้ำ น้ำของพวกเขาคิดเป็น 0.35% ของมวลรวมของน้ำผิวดินของไฮโดรสเฟียร์ อ่างเก็บน้ำในทวีปบางแห่ง - ทะเลสาบ - มีน้ำเกลือ ทะเลสาบเหล่านี้มีทั้ง แหล่งกำเนิดภูเขาไฟเป็นตัวแทนของซากแยกของทะเลโบราณหรือเกิดขึ้นในพื้นที่ของการสะสมของเกลือที่ละลายน้ำได้ อย่างไรก็ตาม แหล่งน้ำในทวีปยุโรปส่วนใหญ่เป็นน้ำจืด

น้ำแข็งทวีปคิดเป็น 1.65% ของมวลน้ำผิวดินทั้งหมดของไฮโดรสเฟียร์ 99% ของน้ำแข็งอยู่ในทวีปแอนตาร์กติกาและกรีนแลนด์ มวลรวมของหิมะและน้ำแข็งบนโลกอยู่ที่ประมาณ 0.0004% ของมวลโลกของเรา เพียงพอที่จะครอบคลุมพื้นผิวทั้งหมดของโลกด้วยชั้นน้ำแข็งหนา 53 ม. จากการคำนวณหากมวลนี้ละลายระดับมหาสมุทรจะเพิ่มขึ้น 64 ม.

องค์ประกอบทางเคมีของน้ำผิวดินของไฮโดรสเฟียร์นั้นมีค่าเท่ากับองค์ประกอบเฉลี่ยของน้ำทะเลโดยประมาณ ขององค์ประกอบทางเคมี ออกซิเจน (85.8%) และไฮโดรเจน (10.7%) มีอำนาจเหนือกว่าโดยน้ำหนัก น้ำผิวดินมีคลอรีนจำนวนมาก (1.9%) และโซเดียม (1.1%) มีปริมาณกำมะถันและโบรมีนสูงกว่าในเปลือกโลกอย่างมีนัยสำคัญ

อุทกสัณฐานน้ำบาดาลมีหุ้นหลัก น้ำจืด. สันนิษฐานว่าปริมาตรรวมของน้ำใต้ดินอยู่ที่ประมาณ 28.5 พันล้านกม. 3 ซึ่งมากกว่าในมหาสมุทรเกือบ 15 เท่า เชื่อกันว่าเป็นน้ำบาดาลที่เป็นอ่างเก็บน้ำหลักที่เติมเต็มแหล่งน้ำผิวดินทั้งหมด ไฮโดรสเฟียร์ใต้ดินสามารถแบ่งออกเป็นห้าโซน

ไครโอโซนพื้นที่น้ำแข็ง. โซนครอบคลุมบริเวณขั้วโลก ความหนาประมาณ 1 กม.

โซนน้ำของเหลวครอบคลุมเกือบทั้งเปลือกโลก

โซนไอน้ำจำกัดความลึก 160 กม. เชื่อกันว่าน้ำในบริเวณนี้มีอุณหภูมิตั้งแต่ 450 °C ถึง 700 °C และอยู่ภายใต้ความกดอากาศสูงถึง 5 GPa

ด้านล่างที่ความลึกสูงสุด 270 กม. มี โซนของโมเลกุลน้ำโมโนเมอร์ครอบคลุมชั้นของน้ำที่มีอุณหภูมิตั้งแต่ 700 °C ถึง 1,000 °C และแรงดันสูงสุด 10 GPa

ผลกระทบโดยตรงต่อ การควบคุมอุณหภูมิชั้นผิวโลกนั้นมาจากไฮโดรสเฟียร์เนื่องจากหนึ่งในคุณสมบัติที่สำคัญของน้ำ - ความจุความร้อนสูง ด้วยเหตุผลนี้ น้ำผิวดินจึงสะสมพลังงานแสงอาทิตย์ แล้วค่อยๆ ปล่อยมันออกสู่อวกาศโดยรอบ การปรับอุณหภูมิให้เท่ากันบนพื้นผิวโลกเกิดขึ้นเพียงเพราะวัฏจักรของน้ำ นอกจากนี้ หิมะและน้ำแข็งยังมีการสะท้อนแสงที่สูงมาก ซึ่งเกินค่าเฉลี่ยสำหรับพื้นผิวโลกถึง 30% ดังนั้นที่ขั้ว ความแตกต่างระหว่างพลังงานที่ถูกดูดกลืนและพลังงานที่ปล่อยออกมาจะเป็นลบเสมอ นั่นคือพลังงานที่ดูดซับโดยพื้นผิวจะน้อยกว่าพลังงานที่ปล่อยออกมา นี่คือลักษณะการควบคุมอุณหภูมิของดาวเคราะห์ที่เกิดขึ้น

ไฮโดรสเฟียร์มีปฏิสัมพันธ์กับชั้นบรรยากาศ เปลือกโลก และชีวมณฑลอย่างต่อเนื่อง น้ำในไฮโดรสเฟียร์ละลายอากาศในตัวเอง ทำให้ออกซิเจนเข้มข้น ซึ่งสิ่งมีชีวิตในน้ำใช้ต่อไป คาร์บอนไดออกไซด์ในอากาศซึ่งเกิดขึ้นส่วนใหญ่เป็นผลมาจากการหายใจของสิ่งมีชีวิต การเผาไหม้เชื้อเพลิงและการระเบิดของภูเขาไฟ มีความสามารถในการละลายน้ำสูงและสะสมในไฮโดรสเฟียร์ ไฮโดรสเฟียร์ยังละลายก๊าซเฉื่อยหนักเช่นซีนอนและคริปทอนซึ่งมีเนื้อหาในน้ำสูงกว่าในอากาศ

น้ำของไฮโดรสเฟียร์ระเหยเข้าสู่ชั้นบรรยากาศและตกลงมาในรูปของการตกตะกอนซึ่งทะลุผ่านหินทำลายพวกมัน น้ำจึงมีส่วนร่วมในกระบวนการ สภาพดินฟ้าอากาศหิน เศษหินถูกพัดพาไปตามกระแสน้ำที่ไหลลงสู่แม่น้ำ จากนั้นจึงลงสู่ทะเลและมหาสมุทร หรือเข้าไปในอ่างเก็บน้ำของทวีปที่ปิดสนิท และค่อย ๆ ทับถมกันที่ด้านล่าง ตะกอนเหล่านี้จะกลายเป็นหินตะกอนในเวลาต่อมา

ส่วนหนึ่งของเกลือที่ละลายน้ำได้จะถูกลบออกจากองค์ประกอบของไฮโดรสเฟียร์อย่างเป็นระบบโดยการตกตะกอน ตัวอย่างเช่น เมื่อคาร์บอเนตไอออนที่ละลายในน้ำทำปฏิกิริยากับแคลเซียมและแมกนีเซียมไอออนบวก เกลือที่ไม่ละลายน้ำจะก่อตัวขึ้น ซึ่งจะจมลงไปด้านล่างในรูปของหินตะกอนคาร์บอเนต สิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่ในไฮโดรสเฟียร์มีบทบาทสำคัญในการตกตะกอนของเกลือบางชนิด พวกมันแยกไอออนบวกและแอนไอออนแต่ละตัวออกจากน้ำทะเล โดยมุ่งความสนใจไปที่โครงกระดูกและเปลือกของมันในรูปของคาร์บอเนต ซิลิเกต ฟอสเฟต และสารประกอบอื่นๆ หลังจากการตายของสิ่งมีชีวิต เปลือกแข็งของพวกมันสะสมอยู่ที่ก้นทะเลและก่อตัวเป็นชั้นหินปูน ฟอสฟอรัสต์ และหินทรายต่างๆ หินตะกอนและแร่ธาตุที่มีค่าส่วนใหญ่ เช่น น้ำมัน ถ่านหิน บอกไซต์ เกลือต่างๆ ฯลฯ ก่อตัวขึ้นในช่วงเวลาทางธรณีวิทยาที่ผ่านมาในแหล่งกักเก็บน้ำหลายแห่งของไฮโดรสเฟียร์ เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าแม้แต่หินที่เก่าแก่ที่สุด ซึ่งมีอายุถึงประมาณ 1.8 พันล้านปี ก็เป็นตะกอนที่เปลี่ยนแปลงไปอย่างมากซึ่งก่อตัวขึ้นในสภาพแวดล้อมทางน้ำ น้ำยังใช้ในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง ซึ่งผลิตสารอินทรีย์และออกซิเจน

เมื่อประมาณ 3,500 ล้านปีก่อน สิ่งมีชีวิตบนโลกมีต้นกำเนิดมาจากไฮโดรสเฟียร์ วิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตยังคงดำเนินต่อไปในสภาพแวดล้อมทางน้ำจนถึงต้นยุค Paleozoic เมื่อประมาณ 400 ล้านปีก่อนการอพยพของสัตว์และพืชสู่พื้นดินอย่างค่อยเป็นค่อยไป ในเรื่องนี้ ไฮโดรสเฟียร์ถือเป็นส่วนประกอบของชีวมณฑล (ชีวมณฑล- ทรงกลมของชีวิตพื้นที่ที่สิ่งมีชีวิตอาศัยอยู่)

บรรยากาศ

บรรยากาศ(จากภาษากรีก. บรรยากาศไอน้ำ การระเหย และ สไปร- ลูก) - เปลือกโลกประกอบด้วยอากาศ

ส่วนหนึ่ง อากาศรวมถึงก๊าซและอนุภาคของสิ่งเจือปนที่เป็นของแข็งและของเหลวจำนวนมากที่แขวนลอยอยู่ในนั้น - ละอองลอย มวลของบรรยากาศประมาณ 5.157 × 10 15 ตัน คอลัมน์อากาศสร้างแรงกดดันต่อพื้นผิวโลก: ความกดอากาศเฉลี่ยที่ระดับน้ำทะเลคือ 1013.25 hPa หรือ 760 mm Hg ศิลปะ. ความดัน 760 มม. ปรอท ศิลปะ. เท่ากับหน่วยความดันนอกระบบ - 1 บรรยากาศ (1 atm.) อุณหภูมิอากาศเฉลี่ยที่พื้นผิวโลกคือ 15°C โดยมีอุณหภูมิแตกต่างกันไปตั้งแต่ 57°C ในทะเลทรายกึ่งเขตร้อน ถึง -89°C ในทวีปแอนตาร์กติกา

โทรโพสเฟียร์- ชั้นล่างของบรรยากาศที่มีความสูง 8-10 กม. ในละติจูดขั้วโลกและสูงสุด 16-18 กม. ในเขตร้อน ชั้นโทรโพสเฟียร์มีลักษณะเฉพาะด้วยอุณหภูมิของอากาศที่ลดลงตามความสูง โดยอยู่ห่างจากพื้นผิวโลกทุกๆ กิโลเมตร อุณหภูมิจะลดลงประมาณ 6 องศาเซลเซียส ความหนาแน่นของอากาศลดลงอย่างรวดเร็ว ประมาณ 80% ของมวลรวมของบรรยากาศกระจุกตัวอยู่ในชั้นโทรโพสเฟียร์

สตราโตสเฟียร์ตั้งอยู่ที่ระดับความสูงโดยเฉลี่ย 10-15 กม. ถึง 50–55 กม. จากพื้นผิวโลก สตราโตสเฟียร์มีลักษณะเฉพาะด้วยอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นพร้อมความสูง อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นเกิดจากการดูดกลืนรังสีคลื่นสั้นจากดวงอาทิตย์ ซึ่งส่วนใหญ่เป็นรังสี UV (อัลตราไวโอเลต) โดยโอโซนในชั้นบรรยากาศนี้ ในเวลาเดียวกัน ในส่วนล่างของสตราโตสเฟียร์ จนถึงระดับ 20 กม. อุณหภูมิเปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อยตามความสูงและอาจลดลงเล็กน้อย สูงขึ้นอุณหภูมิเริ่มสูงขึ้นอย่างช้าๆในตอนแรก แต่เร็วกว่ามากจากระดับ 34–36 กม. ในส่วนบนของสตราโตสเฟียร์ที่ระดับความสูง 50–55 กม. อุณหภูมิถึง 260270 K

มีโซสเฟียร์- ชั้นบรรยากาศที่ระดับความสูง 55–85 กม. ในชั้นมีโซสเฟียร์ อุณหภูมิของอากาศจะลดลงตามระดับความสูงที่เพิ่มขึ้น จากประมาณ 270 K ที่ขอบล่างเป็น 200 K ที่ขอบบน

นอกจากก๊าซแล้ว อากาศยังประกอบด้วย ละอองลอยในบรรยากาศ,ซึ่งเป็นอนุภาคของแข็งและของเหลวที่ละเอียดมากที่ลอยอยู่ในอากาศ ละอองลอยเกิดขึ้นในกระบวนการของกิจกรรมที่สำคัญของสิ่งมีชีวิต กิจกรรมทางเศรษฐกิจของมนุษย์ ภูเขาไฟระเบิด การเพิ่มขึ้นของฝุ่นจากพื้นผิวโลกและจากฝุ่นจักรวาลที่เข้าสู่บรรยากาศชั้นบน

องค์ประกอบของอากาศในชั้นบรรยากาศที่มีความสูงประมาณ 100 กม. โดยทั่วไปจะคงที่ในเวลาและเป็นเนื้อเดียวกันในภูมิภาคต่างๆ ของโลก ในขณะเดียวกัน เนื้อหาของส่วนประกอบที่เป็นก๊าซและละอองลอยที่แปรผันได้นั้นไม่เหมือนกัน สูงกว่า 100–110 กม. ออกซิเจน คาร์บอนไดออกไซด์ และโมเลกุลของน้ำจะสลายตัวบางส่วน ที่ระดับความสูงประมาณ 1,000 กม. ก๊าซเบา - ฮีเลียมและไฮโดรเจน - เริ่มมีอำนาจเหนือกว่า และสูงกว่านั้น บรรยากาศของโลกจะค่อยๆ กลายเป็นก๊าซระหว่างดาวเคราะห์

ไอน้ำเป็นองค์ประกอบสำคัญของอากาศ เข้าสู่ชั้นบรรยากาศโดยการระเหยจากผิวน้ำและดินชื้นตลอดจนการคายน้ำจากพืช ปริมาณไอน้ำในอากาศจะแปรผันตามพื้นผิวโลกตั้งแต่ 2.6% ในเขตร้อนไปจนถึง 0.2% ในละติจูดขั้วโลก ด้วยระยะห่างจากพื้นผิวโลก ปริมาณไอน้ำในอากาศจะลดลงอย่างรวดเร็ว และที่ความสูง 1.5–2 กม. จะลดลงครึ่งหนึ่ง ในชั้นโทรโพสเฟียร์ เมื่ออุณหภูมิลดลง ไอน้ำก็จะควบแน่น เมื่อไอน้ำควบแน่นจะก่อตัวเป็นเมฆซึ่งฝนจะตกในรูปของฝนหิมะและลูกเห็บ ปริมาณน้ำฝนที่ตกลงสู่พื้นโลกเท่ากับปริมาณน้ำที่ระเหยออกจากพื้นผิวโลก ไอน้ำส่วนเกินในมหาสมุทรถูกส่งไปยังทวีปโดยกระแสอากาศ ปริมาณไอน้ำที่ขนส่งในบรรยากาศจากมหาสมุทรไปยังทวีปต่างๆ เท่ากับปริมาณการไหลของแม่น้ำที่ไหลลงสู่มหาสมุทร

แหล่งความร้อนหลักสำหรับชั้นบรรยากาศคือพื้นผิวโลก อากาศในบรรยากาศส่งรังสีดวงอาทิตย์ไปยังพื้นผิวโลกได้ค่อนข้างดี รังสีดวงอาทิตย์ที่เข้าสู่โลกถูกดูดกลืนโดยชั้นบรรยากาศบางส่วน ส่วนใหญ่โดยไอน้ำและโอโซน แต่รังสีส่วนใหญ่มาถึงพื้นผิวโลก

รังสีสุริยะทั้งหมดที่ไปถึงพื้นผิวโลกนั้นสะท้อนออกมาบางส่วน ปริมาณการสะท้อนขึ้นอยู่กับการสะท้อนแสงของพื้นที่เฉพาะของพื้นผิวโลกที่เรียกว่า อัลเบโด้ค่าเฉลี่ยอัลเบโดของโลกอยู่ที่ประมาณ 30% ในขณะที่ความแตกต่างระหว่างค่าอัลเบโดอยู่ที่ 7–9% สำหรับเชอร์โนเซมถึง 90% สำหรับหิมะที่เพิ่งตกลงมา เมื่อได้รับความร้อน พื้นผิวโลกจะปล่อยรังสีความร้อนออกสู่ชั้นบรรยากาศและทำให้ชั้นล่างร้อนขึ้น นอกจากแหล่งพลังงานความร้อนหลักของบรรยากาศแล้ว - ความร้อนของพื้นผิวโลก ความร้อนยังเข้าสู่ชั้นบรรยากาศอันเป็นผลมาจากการควบแน่นของไอน้ำ รวมถึงการดูดซับรังสีดวงอาทิตย์โดยตรง

ความร้อนที่ไม่เท่ากันของชั้นบรรยากาศในภูมิภาคต่างๆ ของโลกทำให้เกิดการกระจายแรงดันที่ไม่เท่ากัน ซึ่งนำไปสู่การเคลื่อนที่ของมวลอากาศไปตามพื้นผิวโลก มวลอากาศเคลื่อนจากบริเวณที่มีความกดอากาศสูงไปยังบริเวณที่มีความกดอากาศต่ำ การเคลื่อนที่ของมวลอากาศนี้เรียกว่า ลม.ภายใต้เงื่อนไขบางประการความเร็วลมอาจสูงมากถึง 30 m / s ขึ้นไป (มากกว่า 30 m / s - แล้ว พายุเฮอริเคน).

สถานะของชั้นล่างของบรรยากาศ ณ ที่ที่กำหนดและใน ให้เวลาเรียกว่า สภาพอากาศ.ลักษณะอากาศมีลักษณะเป็นอุณหภูมิอากาศ ปริมาณน้ำฝน ความแรงและทิศทางลม ความขุ่น ความชื้นในอากาศ และความกดอากาศ สภาพอากาศกำหนดโดยสภาวะการหมุนเวียนของบรรยากาศและตำแหน่งทางภูมิศาสตร์ของพื้นที่ มีเสถียรภาพมากที่สุดในเขตร้อนและแปรผันมากที่สุดในละติจูดกลางและสูง ธรรมชาติของสภาพอากาศ การเปลี่ยนแปลงตามฤดูกาลขึ้นอยู่กับ ภูมิอากาศในดินแดนแห่งนี้

ภายใต้ ภูมิอากาศเป็นที่เข้าใจกันว่าเป็นคุณลักษณะสภาพอากาศที่เกิดซ้ำบ่อยที่สุดสำหรับพื้นที่ที่กำหนดซึ่งคงอยู่เป็นเวลานาน เหล่านี้เป็นลักษณะเฉลี่ยมากกว่า 100 ปี - อุณหภูมิ, ความดัน, ปริมาณน้ำฝน, ฯลฯ แนวคิดของสภาพภูมิอากาศ (จากภาษากรีก. klima- เอียง) มีถิ่นกำเนิดในสมัยกรีกโบราณ ถึงอย่างนั้นก็เข้าใจว่าสภาพอากาศขึ้นอยู่กับมุมที่รังสีของดวงอาทิตย์ตกบนพื้นผิวโลก เงื่อนไขสำคัญในการสร้างสภาพอากาศในพื้นที่ที่กำหนดคือปริมาณพลังงานต่อหน่วยพื้นที่ ขึ้นอยู่กับการแผ่รังสีดวงอาทิตย์ทั้งหมดบนพื้นผิวโลกและอัลเบโดของพื้นผิวนี้ ดังนั้น ในบริเวณเส้นศูนย์สูตรและใกล้ขั้วโลก อุณหภูมิจะเปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อยในระหว่างปี และในภูมิภาคกึ่งเขตร้อนและในละติจูดกลาง แอมพลิจูดของอุณหภูมิรายปีอาจสูงถึง 65 °C กระบวนการสร้างสภาพอากาศหลัก ได้แก่ การแลกเปลี่ยนความร้อน การแลกเปลี่ยนความชื้น และการไหลเวียนของบรรยากาศ กระบวนการทั้งหมดนี้มีแหล่งพลังงานเพียงแหล่งเดียวคือดวงอาทิตย์

บรรยากาศเป็นแบบไซน์ควอนอนสำหรับทุกรูปแบบของชีวิต สิ่งสำคัญที่สุดสำหรับชีวิตของสิ่งมีชีวิตคือก๊าซที่เป็นส่วนหนึ่งของอากาศต่อไปนี้: ออกซิเจน ไนโตรเจน ไอน้ำ คาร์บอนไดออกไซด์ โอโซน ออกซิเจนเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการหายใจของสิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่ ไนโตรเจนที่ดูดซึมจากอากาศโดยจุลินทรีย์บางชนิดมีความจำเป็นต่อแร่ธาตุอาหารของพืช ไอน้ำที่ควบแน่นและหลุดออกมาเป็นหยาดน้ำคือแหล่งน้ำบนบก คาร์บอนไดออกไซด์เป็นวัสดุเริ่มต้นสำหรับกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง โอโซนดูดซับรังสี UV อย่างหนักซึ่งเป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิต

สันนิษฐานว่าบรรยากาศสมัยใหม่มีต้นกำเนิดทุติยภูมิ: เกิดขึ้นหลังจากการก่อตัวของดาวเคราะห์เสร็จสิ้นเมื่อประมาณ 4.5 พันล้านปีก่อนจากก๊าซที่ปล่อยออกมาจากเปลือกแข็งของโลก ในช่วงประวัติศาสตร์ทางธรณีวิทยาของโลก บรรยากาศภายใต้อิทธิพลของปัจจัยต่างๆ ได้ผ่านการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญในองค์ประกอบของมัน

ในช่วงไม่กี่ครั้งที่ผ่านมา มีการเปลี่ยนแปลงอย่างเห็นได้ชัดในบรรยากาศที่เกี่ยวข้องกับกิจกรรมทางเศรษฐกิจของมนุษย์ ดังนั้นจากการสังเกตพบว่าในช่วง 200 ปีที่ผ่านมาความเข้มข้นของก๊าซเรือนกระจกเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ: เนื้อหาของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เพิ่มขึ้น 1.35 เท่ามีเทน - 2.5 เท่า เนื้อหาขององค์ประกอบแปรผันอื่นๆ ในองค์ประกอบของอากาศเพิ่มขึ้นอย่างมาก

การเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่องในสถานะของบรรยากาศ - การเพิ่มขึ้นของความเข้มข้นของก๊าซเรือนกระจก, หลุมโอโซน, มลพิษทางอากาศ - เป็นปัญหาสิ่งแวดล้อมระดับโลกในยุคของเรา

ธรณีภาคเป็นองค์ประกอบที่สำคัญที่สุดอย่างหนึ่งของสภาพแวดล้อมทางธรณีวิทยา โดยมีกิจกรรมธรณีพลศาสตร์และองค์ประกอบที่มนุษยชาติต้องเผชิญทุกนาที ฟังก์ชั่นทรัพยากรของเปลือกโลกถูกกำหนดไว้ล่วงหน้าโดยทรัพยากรแร่ธาตุออร์แกนิกและออร์แกนิกที่มีส่วนร่วมในโครงสร้าง สิ่งเหล่านี้มีความจำเป็นต่อชีวิตและกิจกรรมของสิ่งมีชีวิต โดยทำหน้าที่เป็นองค์ประกอบหนึ่งของระบบนิเวศตลอดจนสำหรับชีวิต สังคมมนุษย์. ทรัพยากรธรณีภาครวมถึง ด้านต่อไปนี้: ทรัพยากรที่จำเป็นสำหรับชีวิตของสิ่งมีชีวิต; ทรัพยากรที่จำเป็นสำหรับชีวิตและกิจกรรมของสังคมมนุษย์ ทรัพยากรเป็นพื้นที่ทางธรณีวิทยาที่จำเป็นสำหรับการตั้งถิ่นฐานและการดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิตและสังคมมนุษย์ หากสองแง่มุมแรกเกี่ยวข้องกับทรัพยากรแร่ของโลก ด้านหลังนั้นเกี่ยวข้องกับพื้นที่ทางธรณีวิทยาเท่านั้น ซึ่งครอบคลุมส่วนพื้นผิวใกล้และพื้นผิวของธรณีภาค

ทรัพยากรแร่อยู่ในประเภทของทรัพยากรที่ใช้ได้หมดและส่วนใหญ่ไม่สามารถหมุนเวียนได้ พวกเขามีบทบาทสำคัญในชีวิตของสังคมมนุษย์โดยกำหนดระดับวัสดุและวิทยาศาสตร์และเทคนิค ตั้งแต่สมัยโบราณ จำนวนทรัพยากรแร่และปริมาณการสกัดและการใช้เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ในยุคหินเพลิโอลิธิก การสกัดวัตถุดิบจำกัดเฉพาะหินเหล่านั้นที่อาจเป็นวัตถุดิบสำหรับการผลิตเครื่องมือหินเท่านั้น ต่อมา แร่โลหะเริ่มมีส่วนร่วมในขอบเขตของกิจกรรม - ดีบุกและทองแดงก่อนแล้วจึงเหล็ก พลวัตของการสกัดและการใช้วัตถุดิบแร่ได้เพิ่มขึ้นอย่างมากในช่วงศตวรรษที่ผ่านมา จากการคาดการณ์ที่มีอยู่ ปริมาณสำรองของวัตถุดิบแร่หลายชนิดจะเริ่มแห้งขึ้นในช่วงกลางศตวรรษที่ 21 ทรัพยากรของธรณีภาคที่จำเป็นสำหรับชีวิตของไบโอตาเป็นตัวแทนของหินและแร่ธาตุ ซึ่งรวมถึงองค์ประกอบทางเคมีของซีรีส์ biophilic ซึ่งมีความสำคัญต่อการเจริญเติบโตและการพัฒนาของสิ่งมีชีวิต kudyurites - แร่ธาตุของ kudyurs ซึ่งเป็นอาหารแร่ของ lithophages และน้ำใต้ดิน คาร์บอน, ออกซิเจน, ไนโตรเจน, ไฮโดรเจน, แคลเซียม, ฟอสฟอรัส, กำมะถัน, โพแทสเซียม, โซเดียมและองค์ประกอบอื่น ๆ จำนวนมากเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับสิ่งมีชีวิตในปริมาณที่มีนัยสำคัญ ดังนั้นจึงเรียกว่าแมคโครไบโอจีนิก ธาตุจุลินทรีย์สำหรับพืช ได้แก่ Fe, Mn, Cu, Zn, B, Si, Mo, CI, V, Ca ซึ่งให้กระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง เมตาบอลิซึมของไนโตรเจน และเมตาบอลิซึม สัตว์ต้องการธาตุเดียวกัน ยกเว้นโบรอน บางคนใช้ผู้ผลิตอาหาร และบางส่วนใช้แร่ธาตุและ น้ำธรรมชาติ. นอกจากนี้ สัตว์ (ผู้บริโภคลำดับที่หนึ่งและอันดับสอง) ยังต้องการซีลีเนียม โครเมียม นิกเกิล ฟลูออรีน ไอโอดีน ฯลฯ เพิ่มเติม องค์ประกอบเหล่านี้ในปริมาณเล็กน้อยมีความสำคัญต่อกิจกรรมของสิ่งมีชีวิตและประสิทธิภาพการทำงานของชีวธรณีเคมี

ธาตุบางชนิดที่อยู่ในรายการอยู่ในสถานะก๊าซในชั้นบรรยากาศ ส่วนอื่นๆ จะละลายในน้ำของไฮโดรสเฟียร์หรืออยู่ในสถานะผูกมัดในดินปกคลุมหรือเปลือกโลก พืช (ผู้ผลิต) สกัดองค์ประกอบเหล่านี้ในช่วงกิจกรรมชีวิตโดยตรงจากดินพร้อมกับดินและน้ำใต้ดิน

สารแร่ของ kudyurs เป็นอาหารเฉพาะของสัตว์กินพืช (ผู้บริโภคอันดับหนึ่ง) และสัตว์กินพืชทุกชนิด (ผู้บริโภคอันดับสาม) พวกเขากินอาหารเหล่านี้อย่างน้อยปีละสองครั้ง Kudyury ได้รับการออกแบบมาเพื่อควบคุมองค์ประกอบเกลือของร่างกาย เหล่านี้ส่วนใหญ่เป็นแร่ธาตุของกลุ่มซีโอไลต์ นอกจากซีโอไลต์แล้ว แร่ธาตุจากดินเหนียว เช่น เบนโทไนต์ กลูโคไนต์ และไดอะตอมไมต์ยังเป็นสารกระตุ้นการเจริญเติบโตของพืช สัตว์ และปลาอีกด้วย

น้ำบาดาลเป็นพื้นฐานสำหรับการดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิต กำหนดทิศทางและความเร็ว กระบวนการทางชีวเคมีพืชและสัตว์

ทรัพยากรแร่ธาตุที่จำเป็นต่อชีวิตและกิจกรรมของสังคมมนุษย์ ซึ่งรวมถึงแร่ธาตุที่มีอยู่ทั้งหมดที่มนุษย์ใช้ในการผลิต วัสดุที่จำเป็นและพลังงาน ปัจจุบันมีการสกัดแร่ธาตุมากกว่า 200 ชนิดจากดินชั้นล่างและปริมาณการผลิตวัตถุดิบแร่ต่อปีสูงถึงประมาณ 20 พันล้านตันต่อปี กลุ่มแร่ธาตุที่สำคัญที่สุดและทิศทางหลักของการใช้งานแสดงในรูปที่ 8.4.

พื้นที่ทางธรณีวิทยา ประกอบด้วยการพิจารณา - เปลือกโลกเป็นที่อยู่อาศัยของสิ่งมีชีวิต (การขุดและขุดสัตว์และจุลินทรีย์) และกิจกรรมทางธรณีวิทยาวิศวกรรมของมนุษย์

นอกจากนี้ การประเมินการทำงานของทรัพยากรของเปลือกโลกยังสัมพันธ์กับการจัดวางในพื้นที่ทางธรณีวิทยาของการฝังศพที่มีพิษสูงและ กากนิวเคลียร์. โปรดทราบว่าปริมาณของพื้นที่ทางธรณีวิทยาที่เหมาะสมกับวัตถุประสงค์เหล่านี้มีจำกัดมาก มันกลายเป็นปัญหามากขึ้นเรื่อย ๆ ในการหาความเหมาะสมและ สถานที่ปลอดภัยสำหรับการกำจัดของเสียและหลุมฝังกลบอุตสาหกรรมและในประเทศ ตัวอย่างสำคัญในเรื่องนี้ญี่ปุ่นได้กลายเป็นซึ่งถูกบังคับให้เติมเต็มพื้นที่ชายฝั่งทะเลของพื้นที่ทางทะเลและดำเนินการก่อสร้างบนดินจำนวนมาก ประเทศอื่นๆ เช่น ฮอลแลนด์ ใช้เขื่อนป้องกันแผ่นดินไม่ให้ถูกน้ำทะเลท่วม ดังนั้น ไม่เพียงแต่ที่ดินเพื่อเกษตรกรรมเป็นทรัพยากรธรรมชาติที่มีคุณค่า แต่ที่ดินที่มีไว้สำหรับการก่อสร้างอุตสาหกรรม โยธา และการขนส่งก็มีมูลค่ามหาศาล

ข้าว. 8.4. โครงการการใช้ทรัพยากรธรรมชาติหลักของเปลือกโลก

ธรณีภาคเป็นเปลือกแข็งส่วนบนของดาวเคราะห์ที่มีความหนา 50 ถึง 200 กม. ซึ่งมีความแข็งแกร่งมากและทะลุผ่านโดยไม่มีขอบเขตที่แหลมคมไปสู่ชั้นบรรยากาศแอสเทโนสเฟียร์ที่อยู่เบื้องล่าง จากด้านบน ธรณีภาคถูกจำกัดโดยไฮโดรสเฟียร์และชั้นบรรยากาศซึ่งทะลุเข้าไปบางส่วน ธรณีภาคเป็นพื้นฐานทางธรณีวิทยาของภูมิประเทศ ดิน สื่อในการแลกเปลี่ยนสสารและพลังงานกับบรรยากาศและไฮโดรสเฟียร์ที่ผิวน้ำ ซึ่งวัฏจักรของน้ำดำเนินไปในธรรมชาติ ทำหน้าที่เป็นแหล่งกักเก็บน้ำจืดที่เป็นส่วนหนึ่งของโครงสร้างของสิ่งมีชีวิตบนบก ให้กระบวนการของกิจกรรมที่สำคัญ เปลือกโลกเป็นสภาพแวดล้อมที่มีความเข้มข้นของทรัพยากรแร่ธรรมชาติที่จำเป็นสำหรับการทำงานและการพัฒนาของมนุษยชาติในฐานะโครงสร้างทางสังคมทางสังคม ในเรื่องนี้ คุณสมบัติของธรณีภาคต้องได้รับการพิจารณาเป็นพิเศษ โดยหลักแล้วจากมุมมองของหน้าที่ธรณีนิเวศวิทยา เป็นผลจากการพัฒนาตามธรรมชาติและทางเทคโนโลยีของส่วนบนของเปลือกโลก หน้าที่ทางธรณีวิทยาของธรณีภาคเป็นที่เข้าใจกันว่าเป็นหน้าที่ที่หลากหลายซึ่งกำหนดบทบาทและความสำคัญในการช่วยชีวิตของสิ่งมีชีวิตและสังคมมนุษย์ ความสัมพันธ์เชิงหน้าที่ทางธรณีวิทยาทั้งหมดระหว่างธรณีภาคธรณีภาคที่เปลี่ยนรูปโดยธรรมชาติและทางเทคโนโลยี ด้านหนึ่ง กับสิ่งมีชีวิตและมนุษยชาติ ในอีกทางหนึ่ง สามารถลดขนาดลงเหลือสี่กลุ่มหลัก: ทรัพยากร ธรณีไดนามิก ธรณีฟิสิกส์ และธรณีเคมี

หน้าที่ทางธรณีวิทยาของทรัพยากรของธรณีภาคกำหนดบทบาทของทรัพยากรแร่ธาตุ สารอินทรีย์และออร์กาโนมิเนอรัล พื้นที่ทางธรณีวิทยาของธรณีภาคเพื่อชีวิตของสิ่งมีชีวิตและสังคมมนุษย์ รวมถึงทรัพยากรแร่ของเปลือกโลกที่จำเป็นสำหรับชีวิตของสิ่งมีชีวิต ทรัพยากรแร่ที่จำเป็นสำหรับสังคมมนุษย์ในฐานะโครงสร้างทางสังคม ทรัพยากรพื้นที่ทางธรณีวิทยา - ทรัพยากรพื้นที่และปริมาตรของธรณีภาคที่จำเป็นสำหรับการตั้งถิ่นฐานและการดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิตรวมถึงมนุษย์ในฐานะสายพันธุ์ทางชีวภาพและมนุษยชาติในฐานะโครงสร้างทางสังคม สองด้านแรกเกี่ยวข้องกับการศึกษาและประเมินทรัพยากรแร่ธาตุ สารอินทรีย์ และอินทรีย์ของเปลือกโลก รวมถึงน้ำบาดาล ทรัพยากรประเภทหลังเกิดจากความสามารถทางธรณีวิทยาของพื้นที่ทางธรณีวิทยา ซึ่งครอบคลุมส่วนพื้นผิวใกล้ผิวธรณีภาค ทั้งในมิติพื้นที่และมิติเชิงปริมาตร ทรัพยากรของเปลือกโลกที่จำเป็นสำหรับชีวิตของสิ่งมีชีวิตรวมถึงมนุษย์ในฐานะสายพันธุ์ทางชีวภาพนั้นมีองค์ประกอบสี่ประการ: 1) หินซึ่งรวมถึงองค์ประกอบของซีรีย์ biophilic - องค์ประกอบที่ละลายน้ำได้ซึ่งมีความสำคัญต่อสิ่งมีชีวิตและเรียกว่าองค์ประกอบทางชีวภาพ ; 2) kudyurites - สารแร่ของ kudyurs ซึ่งเป็นอาหารแร่ของสัตว์ - lithophages; 3) น้ำบาดาล องค์ประกอบและสารประกอบซึ่งเป็นพื้นฐานของชุด biophilic และจำเป็นโดย biota ในปริมาณมากเรียกว่า macrobiogenic (คาร์บอน, ออกซิเจน, ไนโตรเจน, ไฮโดรเจน, แคลเซียม, ฟอสฟอรัส, กำมะถัน) และในปริมาณเล็กน้อย - microbiogenic สำหรับปลูกมัน เฟ มิน ลูกบาศ์ก สังกะสี ข ซิ โม Cl, วี แคลิฟอร์เนียซึ่งมีหน้าที่ในการสังเคราะห์แสง เมตาบอลิซึมของไนโตรเจน และเมตาบอลิซึม สัตว์ต้องการทั้งองค์ประกอบที่ระบุไว้ (ยกเว้นโบรอน) และซีลีเนียม โครเมียม นิกเกิล ฟลูออรีน ไอโอดีน และดีบุกเพิ่มเติม แม้จะมีจำนวนเล็กน้อย แต่องค์ประกอบทั้งหมดเหล่านี้มีความจำเป็นต่อชีวิตของระบบชีวภาพและประสิทธิภาพของหน้าที่ทางชีวเคมีของสิ่งมีชีวิต ด้านที่สำคัญที่เกี่ยวข้องกับการทำความเข้าใจกิจกรรมที่สำคัญของสิ่งมีชีวิตคือวัฏจักรทางธรณีเคมี สิ่งเหล่านี้เป็นเส้นทางปิดสำหรับการไหลเวียนขององค์ประกอบทางเคมีที่ประกอบเป็นโปรโตพลาสซึมของเซลล์จากสภาพแวดล้อมภายนอกเข้าสู่ร่างกายในระดับที่มากหรือน้อยและเข้าสู่ร่างกายอีกครั้ง สภาพแวดล้อมภายนอก . ในวัฏจักรของสสารดังกล่าว กองทุนสองกองทุนมีความโดดเด่น - สำรองและแลกเปลี่ยน อย่างแรกตามกฎองค์ประกอบที่ไม่ใช่ทางชีวภาพคือสารที่เคลื่อนที่ช้าจำนวนมากส่วนที่สองคือการแลกเปลี่ยนอย่างรวดเร็วระหว่างสิ่งมีชีวิตกับสิ่งแวดล้อม บนพื้นฐานนี้วัฏจักรชีวภาพทางชีวเคมีสองประเภทมีความโดดเด่น: 1) การหมุนเวียนของสารก๊าซด้วยเงินทุนสำรองในบรรยากาศและมหาสมุทร 2) วัฏจักรของตะกอนที่มีทุนสำรองในเปลือกโลกซึ่งเป็นวิชาศึกษาธรณีวิทยา ประกอบด้วยองค์ประกอบต่างๆ เช่น ฟอสฟอรัส เหล็ก กำมะถัน ฯลฯ สารแร่ของ kudyurs เป็นอาหารที่เป็นฉากของสัตว์กินพืชและสัตว์กินพืชทุกชนิด ซึ่งบริโภคปีละสองครั้งเพื่อควบคุมองค์ประกอบเกลือของร่างกาย เหล่านี้ส่วนใหญ่เป็นแร่ธาตุของกลุ่มซีโอไลต์ ทรัพยากรแร่กลุ่มนี้รวมถึงแหล่งแร่ที่เรียกว่า "ที่ไม่ใช่แบบดั้งเดิม" ซึ่งรวมถึงซีโอไลต์ เบนโทไนต์ โพลิกอร์สกี กลูโคไนต์ ไดอะตอม ล้วนเป็นสารกระตุ้นการเจริญเติบโตของพืช สัตว์ และปลา น้ำบาดาลที่เป็นพื้นฐานสำหรับการดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิตไม่จำเป็นต้องมีคำอธิบาย ดังที่ V.I. Vernadsky ตั้งข้อสังเกต "เพียง 7-10 ล้านปี สิ่งมีชีวิตจะผ่านตัวมันเองด้วยปริมาณน้ำที่มีปริมาณและปริมาณเท่ากันในมหาสมุทรโลก" ทรัพยากรแร่ที่จำเป็นสำหรับชีวิตและกิจกรรมของสังคมมนุษย์อยู่ในประเภทของทรัพยากรที่ใช้ได้หมดและกลุ่มที่ไม่หมุนเวียน ยกเว้นน้ำบาดาลสด พวกเขามีบทบาทสำคัญในการพัฒนาเศรษฐกิจและสังคมของสังคมมนุษย์ อันที่จริงทรัพยากรแร่เป็นพื้นฐานของปิรามิดซึ่งสะท้อนถึงปัญหาทางเศรษฐกิจสังคมและธรณีนิเวศวิทยาของการพัฒนาพื้นฐานทางวัตถุของสังคมสมัยใหม่ ปัญหาเหล่านี้เชื่อมโยงถึงกันและร่วมกันกำหนดบทบาทของฟังก์ชันทรัพยากรของธรณีภาค (สถานะของฐานทรัพยากรแร่) ในการทำงานของระบบธรณีขององค์กรระดับสูง ในปัจจุบัน แร่ธาตุประมาณ 200 ชนิดถูกสกัดจากลำไส้ ซึ่งรวมถึงองค์ประกอบทั้งหมดของตารางธาตุ และปริมาณการผลิตวัตถุดิบแร่ทั่วโลกประจำปีนั้นสูงถึงประมาณ 17–18 พันล้านตันของมวลหินต่อปี ตามการคาดการณ์ของนักเศรษฐศาสตร์บางคน ปริมาณสำรองของวัตถุดิบแร่หลายประเภทจะหมดลงภายในปี 2050 และตะกั่วและสังกะสีจะคงอยู่จนถึงต้นศตวรรษที่ 21 เท่านั้น ความสำคัญทางธรณีวิทยาของน้ำใต้ดินถูกกำหนดโดยปริมาตรและทิศทางของการใช้งาน หลักคือ: การจ่ายน้ำในประเทศและน้ำดื่ม, การจ่ายน้ำทางเทคนิค, การชลประทานบนบก, การชลประทานของทุ่งหญ้า, การแพทย์ (การใช้น้ำแร่เพื่อจุดประสงค์ทาง balneological), ความร้อนใต้พิภพ (การใช้น้ำร้อนใต้พิภพเพื่อให้ความร้อนและการผลิตไฟฟ้า), อุตสาหกรรม (การใช้ น้ำบาดาลเพื่อสกัดส่วนประกอบที่มีประโยชน์จำนวนหนึ่ง - ไอโอดีน โบรมีน โบรอน ลิเธียม สตรอนเทียม เกลือแกง ฯลฯ ). เมื่อพิจารณาจากพื้นที่ทางธรณีวิทยาเป็นทรัพยากรที่จำเป็นสำหรับการตั้งถิ่นฐานและการดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิต สามารถระบุได้ว่าที่นี่ก็มีปริมาณสำรองที่จำกัดเช่นกัน ปัจจุบัน 56% ของพื้นผิวโลกได้รับการพัฒนาบนโลกของเรา พื้นที่ใต้ดินของเปลือกโลกได้รับการพัฒนาอย่างเข้มข้นในเขตเมืองและในสถานที่ฝังศพและการจัดเก็บของเสียที่เป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อม (พิษและกัมมันตภาพรังสี)

ผลกระทบของกิจกรรมทางเศรษฐกิจของมนุษย์ที่มีต่อสภาพแวดล้อมทางธรณีวิทยานั้นเพิ่มขึ้นทุกปีและควบคุมไม่ได้มากขึ้นเรื่อยๆ ขึ้นอยู่กับขนาดของการรวมตัวของกระบวนการดังกล่าว มีขนาดใหญ่ (ภูมิภาค) ท้องถิ่น (พื้นที่ จำกัด ) เส้นตรง (ด้านข้าง) และจุด ผลกระทบต่อมนุษย์. เมื่อเวลาผ่านไป ผลกระทบอาจเป็นแบบถาวรและเป็นตอนๆ ภายใต้สภาพธรรมชาติ เป็นการยากที่จะแยกแยะปัจจัยกระทบที่เด่นๆ ออก ในกรณีส่วนใหญ่ จะสังเกตผลของอิทธิพลทั้งหมดจากปัจจัยหลายอย่าง ตามลักษณะของผลกระทบต่อสภาพแวดล้อมทางธรณีวิทยา ผลกระทบมีความโดดเด่นที่นำไปสู่การสูญเสียทรัพยากร (การถอนน้ำสำหรับความต้องการน้ำประปา การถมการระบายน้ำ การขุด ฯลฯ) และอื่น ๆ ต่อการเปลี่ยนแปลงเชิงบวกและเชิงลบ (การเติมเต็มสำรอง การชลประทานทางบก น้ำท่วม ฯลฯ )

ปัจจัยหลักของผลกระทบทางเทคโนโลยี ได้แก่ เกษตรกรรม อุตสาหกรรมและที่อยู่อาศัย เหมืองแร่ การจัดการน้ำ การขนส่ง ปัจจัยด้านอุตสาหกรรมที่อยู่อาศัยและเหมืองแร่มีผลกระทบอย่างมากต่อการพัฒนา (พลวัต) ของสภาพแวดล้อมทางธรณีวิทยา ผลกระทบดังกล่าวเกิดจากการเปลี่ยนแปลงของการบรรเทาผิวโลก ความผิดปกติของมวลหินต่างๆ มลภาวะทางเคมีของดินและน้ำใต้ดิน การกระตุ้นกระบวนการภายนอกและคลื่นไหวสะเทือน

ปัจจัยต่าง ๆ ของผลกระทบทางเทคโนโลยีที่ส่วนบนของเปลือกโลกนำไปสู่การละเมิดสภาพทางนิเวศวิทยาตามธรรมชาติของสภาพแวดล้อมทางธรณีวิทยาหรือมลภาวะของส่วนประกอบโดยเฉพาะอย่างยิ่งดินและน้ำใต้ดิน

การรบกวนของสภาพแวดล้อมทางธรณีวิทยาเกิดจากผลกระทบทางกายภาพ (ทางกล อุทกพลศาสตร์ ฯลฯ) ต่อมวลหิน ซึ่งพวกมันมีรูปร่างผิดปกติและมีส่วนทำให้เกิดปรากฏการณ์ที่ไม่พึงประสงค์และมักจะเป็นอันตราย ในตัวอย่างของระบบการพัฒนาแหล่งแร่ เราสามารถเข้าใจกระบวนการหลักและปรากฏการณ์ประเภทนี้ได้ (ตารางที่ 6)

การกำจัดและการเคลื่อนที่ของหินปริมาณมากนั้นเกิดจากการที่ปริมาณแร่ธาตุที่สัมพันธ์กับมวลของหินที่สกัดออกมานั้นมีขนาดเล็ก สำหรับเหล็กและอลูมิเนียม คือ 15–30% สำหรับตะกั่วและทองแดงประมาณ 1% สำหรับเงินและดีบุก 0.01% สำหรับทองคำและแพลตตินั่ม 0.00001% ในเรื่องนี้ ปริมาณการทิ้งขยะนั้นน่าประทับใจ ซึ่งในระดับโลกนั้นมีค่ามากกว่า 1200 กม. 3 สำหรับแร่แร่ ประมาณ 100 สำหรับอโลหะ และประมาณ 300 กม. 3 สำหรับเชื้อเพลิง การขุดวัตถุดิบแร่แบบเปิดโล่งมีราคาถูกกว่าการขุดเหมืองทั่วไป 3-4 เท่า ดังนั้นส่วนแบ่งของการขุดแบบเปิดคือ 70% โดยเฉลี่ยแล้ว เหมืองหลุมเปิดในโลกจะมีความลึก 5-10 เมตรต่อปี ความลึกสูงสุดของพวกมันคือ 500–700 เมตร และความสูงของกองขยะและกองขยะเกิน 100 เมตร ปัจจุบันมีกองขยะมากถึง 1,000–1500 กอง ในอ่างถ่านหินขนาดใหญ่ ดังนั้นแอมพลิจูดของการบรรเทาทุกข์ทางเทคโนโลยีเข้าใกล้ 1 กม. พื้นที่หลายแสนเฮกตาร์ถูกรบกวนจากการขุดแร่แบบเปิด ซึ่งทำให้เกิดภูมิประเทศแบบเหมืองหินที่มีลักษณะเฉพาะ การขุดลอกสมัยใหม่ดำเนินการฝากที่มีประสิทธิผลในแหล่งตะกอนที่ระดับความลึกสูงสุด 50 เมตร ทุกปีภูมิทัศน์ทางเทคโนโลยีของเขตอุตสาหกรรมขยายตัว 35–40,000 เฮกตาร์

การสูบน้ำจากบ่อเปิด ซึ่งมักจะจำเป็นต่อการสร้างเงื่อนไขสำหรับการพัฒนาของตะกอน ทำให้เกิดกระบวนการที่ซับซ้อนจำนวนหนึ่งที่พื้นและผนังของบ่อเปิด

มีหลายวิธีในการสกัดแร่ธาตุ

ทรัพยากรแร่ที่อยู่บนพื้นผิวของเปลือกโลกหรืออยู่ในลำไส้ตื้นจะถูกขุด เปิดทาง . วิธีการทำเหมืองแบบเปิดคือกระบวนการสร้างหลุมในบ่อซึ่งเรียกว่าการตัดหรือเหมืองหิน ขนาดของการตัดและเหมืองหินดังกล่าวขึ้นอยู่กับความกว้างของแหล่งสะสมและความลึกของแหล่งแร่ ด้วยวิธีการเปิด วัตถุดิบที่ใช้ในการก่อสร้างส่วนใหญ่จะสกัด: หินปูน ทราย ชอล์ก และอื่นๆ พีทถ่านหินบางชนิดรวมถึงแร่เหล็กและทองแดงก็ขุดในลักษณะเปิดเช่นกัน

แร่ธาตุที่เป็นของแข็งที่อยู่ในส่วนลึกมากในบาดาลของโลกถูกขุดโดยใช้ โครงสร้างเหมืองใต้ดิน. ส่วนใหญ่มักจะขุดถ่านหินด้วยวิธีนี้ วิธีการขุดของการขุดถือเป็นสิ่งที่อันตรายที่สุดสำหรับชีวิตของพนักงานในองค์กรดังกล่าว

แร่ธาตุที่เป็นของเหลวและก๊าซถูกสกัดจากดิน โดยการขุดบ่อน้ำพิเศษจากที่แร่ธาตุมาถึงผิวทางท่อ สำหรับการสกัดแร่ธาตุบางชนิดจะใช้วิธีการเพิ่มเติม ตัวอย่างเช่น ในการสกัดเกลือ เกลือจะละลายอยู่ใต้ดินโดยการจ่ายน้ำเข้าบ่อ และวัตถุดิบเช่นกำมะถันจะหลอมละลายล่วงหน้าภายใต้การกระทำของไอน้ำร้อนที่จ่ายผ่านบ่อน้ำ

แม้แต่ในการสกัดโลหะที่ไม่ใช่เหล็กบางชนิด น้ำก็ยังถูกใช้ในธุรกิจเหมืองแร่ ซึ่งก็คือสิ่งสกปรกจากน้ำใต้ดินที่แม่นยำยิ่งขึ้น นี่คือวิธีการขุดลิเธียม - พบในน้ำใต้ดินซึ่งละลายและพบในน้ำแร่ในรูปของสารประกอบ นอกจากนี้คุณยังสามารถหาแหล่งน้ำใต้ดินที่ตกตะกอนทองแดงได้อีกด้วย ตัวอย่างที่โดดเด่นคือเหมือง Degtyarsky ในเทือกเขาอูราล ทองแดงละลายในน้ำใต้ดินภายใต้การกระทำของแบคทีเรียที่สามารถละลายสารประกอบทองแดงด้วยกำมะถัน เปลี่ยนเป็นคอปเปอร์ซัลเฟต

ผู้เชี่ยวชาญหลายคนกล่าวว่าวัตถุดิบเช่นเจอร์เมเนียมสามารถทำกำไรได้จากการแปรรูปโรงไฟฟ้าพลังความร้อนและแม่นยำยิ่งขึ้นจากเถ้าของพวกมัน

ทุกปีมีการพัฒนาวิธีการสกัดแร่ธาตุใหม่ ๆ การพัฒนาเทคโนโลยีสมัยใหม่มีส่วนทำให้เกิดวิธีการและอุปกรณ์ใหม่สำหรับการสกัดแร่ธาตุบางชนิด

65. ฟังก์ชันทางนิเวศวิทยาของลิโธสเฟียร์: ทรัพยากร ภูมิสารสนเทศ ธรณีฟิสิกส์ และธรณีเคมี

ตั้งแต่สมัยโบราณ ผู้คนได้เรียนรู้ที่จะใช้ทรัพยากรบางส่วนของธรณีภาคและเปลือกโลกอื่น ๆ เพื่อความต้องการของพวกเขา ซึ่งสะท้อนให้เห็นในชื่อของยุคประวัติศาสตร์ของการพัฒนามนุษย์: "ยุคหิน", "ยุคสำริด", "ยุคเหล็ก". ปัจจุบันมีการใช้ทรัพยากรมากกว่า 200 ประเภท ทั้งหมด ทรัพยากรธรรมชาติควรแยกออกจากสภาพธรรมชาติอย่างชัดเจน

ทรัพยากรธรรมชาติ- สิ่งเหล่านี้คือร่างกายและพลังแห่งธรรมชาติซึ่งในระดับการพัฒนาของพลังการผลิตและความรู้สามารถใช้เพื่อตอบสนองความต้องการของสังคมมนุษย์ในรูปแบบของการมีส่วนร่วมโดยตรงในกิจกรรมทางวัตถุ

ภายใต้ แร่ธาตุหมายถึงการก่อตัวของแร่ของเปลือกโลกซึ่งสามารถนำมาใช้อย่างมีประสิทธิภาพในกิจกรรมทางเศรษฐกิจของมนุษย์ การกระจายแร่ธาตุในเปลือกโลกอยู่ภายใต้กฎหมายทางธรณีวิทยา ทรัพยากรของธรณีภาค ได้แก่ เชื้อเพลิง แร่ และแร่อโลหะ ตลอดจนพลังงาน ความร้อนภายในโลก. ดังนั้นเปลือกโลกจึงทำหน้าที่ที่สำคัญที่สุดอย่างหนึ่งสำหรับมนุษยชาติ - ทรัพยากร - จัดหาทรัพยากรที่รู้จักเกือบทุกประเภทให้กับบุคคล

นอกจากฟังก์ชันทรัพยากรแล้ว ธรณีภาคยังทำหน้าที่อีกอย่างหนึ่งด้วย หน้าที่ที่สำคัญ- ภูมิพลศาสตร์ กระบวนการทางธรณีวิทยาเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องบนโลก กระบวนการทางธรณีวิทยาทั้งหมดขึ้นอยู่กับ แหล่งต่างๆพลังงาน. แหล่งที่มาของกระบวนการภายในคือความร้อนที่เกิดขึ้นระหว่างการสลายตัวของกัมมันตภาพรังสีและการเปลี่ยนแปลงความโน้มถ่วงของสารภายในโลก

การเคลื่อนตัวของเปลือกโลกแบบต่างๆ เกี่ยวข้องกับกระบวนการภายใน ทำให้เกิดรูปแบบหลักของการบรรเทาทุกข์ - ภูเขาและที่ราบ แมกมาทิซึม แผ่นดินไหว การเคลื่อนที่ของเปลือกโลกปรากฏตัวในแนวดิ่งช้า ๆ ของเปลือกโลกในการก่อตัวของรอยพับของหินและความผิดพลาดของเปลือกโลก การเปลี่ยนแปลงเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่อง รูปร่างพื้นผิวโลกภายใต้อิทธิพลของกระบวนการธรณีภาคและภายในโลก เราสามารถเห็นได้ด้วยตาของเราเองเพียงไม่กี่กระบวนการเหล่านี้ ซึ่งรวมถึงโดยเฉพาะอย่างยิ่ง ปรากฏการณ์ที่คุกคาม เช่น แผ่นดินไหวและภูเขาไฟที่เกิดจากแผ่นดินไหวของกระบวนการภายในโลก

ความหลากหลายขององค์ประกอบทางเคมีและคุณสมบัติทางเคมีกายภาพของเปลือกโลกอยู่ที่ หน้าที่ต่อไปธรณีภาค - ธรณีฟิสิกส์และธรณีเคมี จากข้อมูลทางธรณีวิทยาและธรณีเคมีที่ความลึก 16 กม. ค่าเฉลี่ย องค์ประกอบทางเคมีหินของเปลือกโลก: ออกซิเจน - 47%, ซิลิกอน -27.5%, อลูมิเนียม - 8.6%, เหล็ก - 5%, แคลเซียม, โซเดียม, แมกนีเซียมและโพแทสเซียม - 10.5%, องค์ประกอบอื่น ๆ ทั้งหมดคิดเป็น 1.5% รวมถึงไททาเนียม - 0.6 %, คาร์บอน - 0.1%, ทองแดง - 0.01%, ตะกั่ว - 0.0016%, ทอง - 0.0000005% แน่นอน แปดองค์ประกอบแรกประกอบขึ้นเกือบ 99% ของเปลือกโลก การเติมเต็มโดยเปลือกโลกของฟังก์ชั่นนี้ซึ่งไม่สำคัญน้อยกว่าก่อนหน้านี้นำไปสู่ประสิทธิภาพสูงสุด การใช้ทางเศรษฐกิจเปลือกโลกเกือบทั้งหมด โดยเฉพาะอย่างยิ่งสิ่งที่มีค่าที่สุดในแง่ขององค์ประกอบและคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีคือชั้นบาง ๆ ของเปลือกโลกซึ่งมีความอุดมสมบูรณ์ตามธรรมชาติและเรียกว่าดิน

รายงานการพิมพ์ผิด

ข้อความที่จะส่งถึงบรรณาธิการของเรา:

ความคิดเห็นของคุณ (ไม่บังคับ):