6 лет назад
Нету коментариев

Рассмотренные системы переноса энергии и вещества показывают, что географическая оболочка активно обменивается энергией и веществом с Космосом и земными недрами. В самой оболочке происходят преобразования и переносы вещества и энергии.

Самая активная форма переносов — круговороты. Круговая форма позволяет осуществлять непрерывность движения в условиях ограниченного количества вещества. Каждый цикл круговорота представляет элементарную единицу движения. Но полного повторения циклов не наблюдается. Происходит постепенное направленное изменение состава и структуры энергетических и вещественных потоков, что приводит к перестройке состава и структуры геосфер. Направленные изменения постигаются лишь за большие промежутки времени (это уже особый вид движения и о нем подробнее см. в гл. IV).

Можно отметить следующие особенности преобразования энергии и вещества в географической оболочке:

1. Накопление энергии в различных формах: в виде органического вещества (3,5-1021 Дж/год), теплового контраста вод океана и воздуха атмосферы, потенциальной энергии масс земной коры, поднятых над уровнем моря, в форме любого контраста и упорядоченности вещества географической оболочки. Таким образом, географическая оболочка — не только гигантский преобразователь энергии, но и ее накопитель.

2. Постепенное увеличение дифференциации вещества географической оболочки. Из первоначально однородного вещества мантии Земли образовались геосферы. Далее происходило усложнение их состава: образовались осадочная оболочка, подземные воды, ледниковый покров, почвы. Возрастают геохимическая дифференциация и дифференциация органического мира, происходит увеличение раздробленности твердого вещества — растет доля глин, песков, почвенных коллоидов. Более сложными становятся временные циклы движений.

В географической оболочке энергия проявляется во многих формах. Выше было дано их количественное сравнение, но на основе такого сравнения нельзя оценить роль каждого вида энергии в физико-географических процессах. Важное значение имеют и такие характеристики энергии, как ее качество, форма подачи и степень соответствия процессу.

Качество энергии можно оценить по степени упорядоченности и концентрации, способности превращаться и экономичности таких превращений в другие виды энергии, а также возможности накапливаться и храниться. По тем или иным перечисленным характеристикам высоким качеством обладают солнечная, химическая и механическая виды энергии. Наименее качественной является тепловая. Градиенты тепловой энергии невелики, а ее переход в другие виды (в процессе работы «тепловых машин») сопровождается большими потерями.

Эффективность форм энергии зависит также от формы поступления ее в систему. Сравним процессы движения вещества в земной коре и атмосфере. Основные перемещения блоков земной коры осуществляются за счет эндогенной энергии. В основе механизма перемещения находится тепловая конвекция, возникающая вследствие нагревания вещества снизу. В то же время гигантские потоки солнечной энергии, нагревающие верхние слои земной коры, не приводят непосредственно к движению блоков. В атмосферу большая часть солнечной энергии поступает снизу — от земной поверхности. Вследствие этого роль солнечной энергии в формировании системы атмосферных движений очень велика.

Эффективность потоков энергии зависит также от соответствия данного вида энергии конкретному процессу. Например, в реакции фотосинтеза используются лишь фотоны солнечного света в интервале волн от 0,40 до 0,76 мкм.

Сказанное позволяет сделать вывод о том, что значение видов энергии не может быть оценено только по их величине. Важную роль играют их качество, форма подачи в систему и степень соответствия процессу.