地球の自然の構成要素は、環境に存在し、その形成が人間の介入に依存しない要素です。
これらの要素は、地球を構成する3つの主要なシステム、気体のエンベロープである大気、水圏、水の表面コーティング、および固体地球であるリソスフェアで考えられています。
太陽系のすべての惑星の中で、地球は水の存在で際立っています。宇宙から見ると、この惑星の最初の注目すべき特徴はその青色です。
この色は、その表面の70%以上を覆う海に由来します。太陽系の他の惑星は、表面に水がありません。
次に目立つ特徴は、散乱する雲が動き回ることです。これらの雲は、地球がガスと水蒸気を含む大気に囲まれていることを示しています。雲の下では、地表も興味深いものです。山を形成する地質学的プロセスの兆候が見られるからです。
重力により、固体や液体などの最も重い成分は地球の中心に配置され、最外層は軽いガスで構成されます。
地球の自然組成を以下に示し、各システムの固体、液体、気体状態に存在する元素を評価します。
地球の自然成分
- 雰囲気
これは比較的薄いガス状のエンベロープで、主に窒素(N2)と酸素(O2)で構成され、水蒸気(H2O)や二酸化炭素(CO2)などの他のガスが少量含まれています。大気の中には液体の水と氷の結晶の雲があります。
大気は数百キロメートル上方に伸びますが、その密度は高度の増加に伴って次第に減少します。
大気のほぼ99%は、地球の表面から約30 km(約19マイル)に位置しています(図1を参照)。実際、地球が大きなビーチボールのサイズに縮小された場合、その居住可能な環境は紙切れよりも薄くなります。
図1.宇宙から見た地球の大気。大気は、地球に沿った薄い青白い領域です。
薄い空気の毛布は、表面とその住人を太陽の危険な紫外線から、また惑星間空間からの物質から絶えず保護しています。
大気の上限は定義されていません。むしろ、それはますます薄くなり、最終的にはすべての惑星を囲む空の空間と融合します。
表1は、地表近くの大量の空気に存在するさまざまなガスを示しています。分子状窒素(N2)は乾燥空気の総体積の約78%、分子状酸素(02)は約21%を占めることに注意してください。
表1.地表付近の大気の組成。(*)CO2の場合、百万分の405は、100万の空気分子のうち、405がCO2分子であることを意味します。(**)11 kmから50 kmの間の成層圏高度の値は5および12 ppmです。
他のすべてのガスが除去された場合、窒素と酸素のこれらの割合は、標高約80 km(または50マイル)までかなり一定のままです。
-水圏
それは、地球の地殻の鉱物内に化学的および/または物理的に閉じ込められていない地球上のすべての自由水の組み合わせです。
水圏は地球の表面の大部分、つまり惑星の総面積の75%以上を占めています。水圏の体積は1.4兆立方キロメートルです。
海と海
海洋と海が水圏のほとんどを占めています。これらには1.37 x 109立方キロメートルの水、または水圏の総体積の約94%が含まれています。
海や海での蓄熱は大きく、地球表面のエネルギー体制を制御し、生命に必要な条件を生み出します。
地下水
地下水は水圏の2番目に大きい成分であり、その体積は約0.6 x 109立方キロメートル、つまり水圏の総質量の4%です。
集中的な水交換のゾーンは0.3〜0.5 kmの深さまで広がっており、地下水は土壌と下層土の水分として存在します。
遅い水交換ゾーンは、地表水と地下水との交換が困難な場所から1.5〜2 km以上伸びます。
雪と氷
雪と氷の蓄積は地下水の体積に追随します。ほとんどの氷は氷河で発見され、約2.4 x 107立方キロメートルで、そのうち90%以上が南極の氷河に集中しています。
マイナーコンポーネント
上記の3つに加えて、水圏の他のコンポーネントの部分は小さく、「マイナーコンポーネント」と見なすことができます。
これらの成分には、河川、湖沼の水分、土壌水分、大気中の水蒸気が含まれます。
川の水は、生存に必要な淡水のほとんどを供給するため、人間の生活にとって最も重要です。水圏の水は、その起源だけでなく、水循環によっても相互に関連しています。
このプロセスでは、水圏のすべての部分が、運動を引き起こす主な動的な力、つまり重力と太陽エネルギーによって結合されます。
表2.水圏の構成要素に含まれる水の量。*貯水池には約5,000 km3の水が含まれています。
-リソスフェア
それは私たちの惑星の堅くて硬い外層です。これには、地殻、マントル、および核(外部および内部)が含まれます。
皮質
それは私たちが住んでいる地球の最も薄い外観です。地殻の厚さは約5 km(海底)から約70 km(大陸地殻)までさまざまです。大陸地殻は、シリカと「シアル」と呼ばれるアルミナを主成分とする岩で構成されています。
マントル
深さ3,000km近くの地殻よりもはるかに厚い。それは、マグネシウムと鉄でできているわずかに異なるケイ酸塩岩でできています。
外核
鉄とニッケルでできており、非常に高温です(4,400から約5,000°C)。非常に高温で、鉄とニッケルの金属は液体です。
外側のコアは非常に重要です。それは、地球の周りに有害な太陽風から私たちを保護する保護バリアを作る磁場を作り出すからです。
内核
外側のコアと同じように、鉄とニッケルで構成されていますが、地球の奥深くにあり、非常に圧力がかかっています。
それは地球の最も暑い部分であり、5,000°C以上の温度で、太陽の表面と同じくらい暑いです。
図2:リソスフェアの構造。
リソスフェアには、岩、鉱物、土壌が含まれています。それは100以上の化学元素で構成されていますが、それらのほとんどはよく理解されていません。
リソスフェアの総体積の約99%を構成する8つの要素:酸素(O)、シリコン(Si)、アルミニウム(Al)、鉄(Fe)、カルシウム(Ca)、ナトリウム(Na)、カリウム(K)およびマグネシウム(Mg)。
表3.地球の地殻の構成。
地球の地殻では、これらの元素は通常、鉱物と呼ばれる定義された組成の固体結晶化合物を形成します。
化学的には、鉱物は硫化物、酸化物および水酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩、硝酸塩、ホウ酸塩、硫酸塩、リン酸塩、およびケイ酸塩です。
ほとんどの岩石形成鉱物は、カルシウム(Ca)、マグネシウム(Mg)、ナトリウム(Na)、およびカリウム(K)のアルミノケイ酸塩です。岩は火成、堆積、変成することができます。
火成岩はマグマや溶岩の固化によって形成され、堆積岩は堆積物の固結または植物や動物の遺体の統合によって形成され、変成岩は既存の岩石から温度と圧力の変化によって形成されます固体の状態。
地質学的時間に対する自然の力の作用によって、岩石と鉱物は分解し、新しい鉱物と塩、酸、塩基、可溶性物質などの新しい化合物に分解します。これらのプロセスは総称して風化として知られています。
参考文献
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