Источники энергии и движение вещества в биосфере

Для биосферы характерны многочисленные круговороты веществ, в которых осуществляется массовый перенос твердых, жидких и газовых тел при различных температурах и давлениях. К источникам энергии, определяющим эти круговороты, относятся: солнечная энергия, энергия распада радиоактивных изотопов, приливное воздействие Луны и Солнца, гравитационная энергия собственной массы Земли, энергия гравитационной дифференциации, собственная энергия вращения планеты.

Основным источником энергии Солнца, согласно современным представлениям, являются термоядерные реакции в его недрах, при превращении обильного водорода в гелий:

где v означает нейтрино, у - гамма-квант.

Таблица 16 - Энергетический баланс Земли по Г. Брауну, 1981 (Вронский, Войткевич,

4              2

При этом процессе не вся энергия (4Н - Не = me = Е) передается Солнцу, поскольку часть ее уносится нейтрино. Энергия, освобождаемая при образовании одного ядра гелия,

равна 26,2 Мэв.

1 Г1

которых только 1,7210 Ватт достигает поверхности Земли.

Из общего количества солнечной энергии 33% отражается облаками и поверхностью суши и моря или рассеивается частицами в верхней атмосфере, а 67% поглощается атмосферой и земной поверхностью. Кривизна поверхности Земли определяется ее фигурой, вследствие чего наибольший нагрев происходит в экваториальном поясе, а минимальный в полярных странах. Различие нагрева в сочетании с вращением Земли приводит к образованию поясов низкого и высокого давления в атмосфере, между которыми возникает система ветров. Кинетическая энергия ветров на Земле оценивается величиной 3-10 Джоулей в год, что эквивалентно 10% поглощаемой солнечной энергии. Большая ее часть рассеивается в атмосферу-

Важным следствием атмосферной циркуляции является возникновение океанических течений и волн под влиянием механического воздействия ветров на водную поверхность. На образование волн расходуется около 10% кинетической энергии. Другая часть потери сол- нечной энергии 310 Джоулей в год расходуется на испарение воды в атмосферу и др. (рис. 19).

alt="" />

Рисунок 19 - Диаграмма источников и направлений потоков энергии через земную поверхность, океаны и атмосферу в настоящее время. Цифры означают Джоули в год (Вронский, Войткевич, 1997)

Аккумуляторами солнечной энергии в биосфере выступают различные фотосинтезирующие растения. Продукты фотосинтеза прошлых геологических эпох в виде рассеянной органики и различного рода битумов захоронялись в разной степени в осадочных породах. Содержание органического вещества в современных океанических осадках составляет 0,7% на шельфе, 1,3% - на материковом склоне и 0,3% - на ложе океана. В докембрийских осадочно-метаморфических горных породах органическое вещество находится в пределах от 0,5 до 2,5% (Вронский, Войткевич, 1997).