Maa kui süsteem (1)

2.1. Maa sfäärid kui süsteemid
Süsteemi mõiste
Süsteem on omavahel seoses olevate objektide terviklik kogum,
iseloomustatakse tema elementide omaduste, hulga, paigutuse ja seoste järgi.
Süsteemid võivad olla avatud või suletud.
Avatud süsteemi iseloomustab energia- ja/või ainevahetus süsteemi ja seda ümbritseva keskkonna vahel, suletud süsteemil see puudub.
Süsteemid võivad olla ajas muutumatud ehk staatilised või muutuvad ehk dünaamilised.
Maa kui süsteem
Maa tervikuna on ainevahetuse mõttes pigem suletud süsteem. Energeetiliselt on Maa aga avatud süsteem, kuhu pidevalt jõuab Päikeselt pärinev valguskiirgus ja kust maailmaruumi hajub soojuskiirgus . Maakera ja tema sfäärid on dünaamilised süsteemid.
Maa sfäärid
Maa sfäärid on kihilise ehitusega, omavahel tihedalt seotud ja mõjutavad üksteist.
Litosfäär on maakera suhteliselt jäik väline kivimiline kest, mis koosneb maakoorest ja vahevöö ülemisest osast. 50-200km sügavusel läheb sujuvalt üle astenosfääriks. Litosfääri pinnal areneb mul ja kujuneb taimestik , see on toetuspinnaks maismaaloomadele ja inimese rajatud ehitistele. Litosfääris on talletatud fossiilkütused ja teised maavarad .
Pedosfäär ehk mullastik hõlmab maakoore pindmise kihi, milles mikroobid , seened ja taied sünteesivad ja muundavad orgaanilist ainet.(kuni10m)
Hüdrosfäär hõlmab Maa mineraalidega keemiliselt sidumata vee: maailmamere, järvede, jõgede, soode, mulla-, põhja-, atmosfääri- ja liustikuvee. (üle 11km ookeani põhjani)
Atmosfäär ehk õhkkond on Maad ümbritsev õhhukiht. Ülapiiriks peetakse hämarikunähtuste ja kõrgete virmaliste vaatluste põhjal kõrgust 1000-1200km.
Biosfäär on Maa sfäär, kus elavad organismid, kus toimub orgaanilise aine süntees ja muundumine , ning kus orgaanilised ained mõjutavad kivimeid, mulda, vett ja õhku.
Elusorganismid ja eluta keskkond, nendevahelised suhted, energiavoog läbi süsteemis ja mineraalainete ringe moodustavad ökosüsteemi.
2.2 Maa energiasüsteem
Energia ei kao, vaid muundub ühest olekust teise. Maa on energeetiliselt avatud dünaamiline süsteem, kuhu pidevalt lisandub energiat päikesekiirgusest ja kust pidevalt lahkub energiat soojuskiirgusena.
Energia liigid ja nende avaldumine looduses
Mingi keha kineetilise ja potentsiaalse energia summa on mehaaniline energia. Energia, mida keha omab oma asendi tõttu jõuväljas, on potentsiaalne energia. Elastsuse potentsiaalne energia ehk elastsusenergia on molekulidevaheliste jõudude vastu tehtud töö - s.t keha kokkusurumine või venitamise – mõjul kehasse salvestanud energia. Kineetiliselt ehk liikumisenergiat omavad kõik liikuvad kehad.
Mitmesugustes ainetes on salvestunud keemiline energia, mis vabaneb keemliste reaktsioonide käigus, kui muutub aatomite ja molekulide vaheliste sidemetaga energia. Aatomituuma potentsiaalne energia on salvestunud tuumaosakeste seoseenergiana ja vabaneb radioaktiivsel lagunemisel.
Sise- ehk soojusenergia on keha iga molekuli kineetilise ja potentsiaalse energia summa.
Laineenergia on laineliikumisega seotud energia, mis näiteks veekogude lainetuse puhul on saadud gravitatsioonienergiast võit tuule kineetiliselt energiast.
Kiirgus on energia kandumine soojemast piirkonnast jahedamasse elektromagnetlainete vahendusel.
2.3 Maa teke ja areng
Suur Pauk - 12-15 miljardit aastat tagasi
Päikesesüsteemi teke- 4,6 miljardit aastat tagasi
Maakoore tardumine - 4,5 miljardit aastat tagasi
Elu areng ja geokronoloogia
Vanimad Maal tekkinud mineraaliterad on 4,4 miljardit ning vanimad säilinud kivimid 4 miljardit aastat vanad. Elu arvatakse olevat tekkinud 3,8-3,5 miljardit aastat tagasi. Maa ja elu ajalugu tõlgendadakse kivimikihtide järjestuse ning kivimeis säilinud kivististe liikide ilmumise ja kadumise põhjal. Sündmuste ligikaudne vanus aastates määratakse isotoopmeetoditega.
Arhaikum (Ürgeoon)Tekkis Maa, maakoor tardus. Maad tabasid sagedased meteoriidisajud. Tekkisid atmsosfäär, ookeanid ja mandrid ning algas mandrite triiv. Tekkis elu. Ilmusid üherakulised organismid.(4000-2500mlna)
Proterosoikum( Agueoon ) Hüdrosfääris ja atmosfääris tõusis järsult hapnikusisaldus . Tekkis osoonikiht . Ilmusid mitmekesised bakterite ja arhede kooslused. Tekkisid eukarüoodid ja hulkraksed loomad. Eooni lõpil ilmusid käsnad ja Ediacara fauna.(2500-500mln a)
Fanerosoikum (Vanaaegkond): Kambrium Hulkraksete loomade kehaehitusplaanide ja eluviiside mitmekesisus kasvas kiiresti. Ilmusid peaaegu kõik hõimkonnad. Rohkelt esines mineraalse skeletiga loomi. Ilmusid esimesed kiskjad . Eluleidus ainult meres. (545-495mln a) Ordoviitsium Lisandusid sammalloomad, Jätkus mereliste selgrootute mitmekesisuse kasv. Ilmusid esimesed maismaavetikad ja –taimed. Ajastu lõpul leidis aset mandrijäätumine ja mitmete liikide väljasuremine. (495-440 mln a)
Silur Merelised selgriitud arenesid edasi ja spetsialiseerusid. Tekkisid korallrifid. Taimed ja lülijalgsed asustasid maismaa. (440-417 mln a)
Devon Kasvas kalada mitmekesisus ja toimus nende laialdane levik. Kaladest evolutsioneerusid nelijalgsed, kes asustasid maismaa. (417-354 mln a)
Karbon Taimestik oli lopsakas. Taimede mattumisel tekkisid kivisöelademed. Poolustel leidis aset mandrijäätumine. Kiiresti kasvas maismaaselgroogsete ja –lülijalgsete mitmekesisus. Osal putukatel tekkis lennuvõime. Ilmusid roomajad. (354-292 mln a)
Perm Kasvas paljasseemnetaimede osatähtsus. Kasvas luukalade mitmekesisus. Tekkis Pangea hiidmanner. Ajastu lõpul leidis aset Maa ajaloo suurim massiline väljasuremine, hävis 90% mereliste selgrootute rühmadest. (292-250 mln a)
( Keskaegkond ) Triias Maismaataimede hulgas olid valdavad paljasseemnetaimed , okas- ja hõlmikpuud, palmlehikud ning sõnajalad. Roomajate mitmekesisus kasvas: ilmusid kala- ja tiibsisalikud ning dinosaurused . Väiksed imetajad. (250-205mln a)
Juura Suurenes roomajate mitmekesisus. Ilmnusid esimesed linnud , krokodillid ja kilpkonnad. (205-142 mln a)
Kriit Ilmusid õistaimed, mis hakkasid ajastu teisel poolel maismaataimestikus domineerima. Jätkus suurte roomajate kõrgaeg nii maismaal, meres kui ka õhus. Kriidi lõpul toimunud massilist väljasuremist, mille käigus hävisid dinosaurused ja palju merelisi loomarühmi, on seostatud meteoriidikatastroofiga. (142-65,5 mln a)
( Uusaegkond ) Paleogeen Hiidroomajate järel algas imetajate kiire evolutsioon. Ilmusid kiskjalised, kabjalised, esimesed londilised, närilised ja ahvilised . Mõned imetahate rühmad – vaalalised ja loivalised – kohastusid eluks veekeskkonnas, siirdudes maismaalt tagasi vette. Austraalias suurenes kukkurloomade mitmekesisus. (65,5-23,8mln a)
Neogeen Kliima ja loomastik olid sarnased tänapäevastega. Hakkasid levima maod , laululinnud , konnad, rotid , hiired ning rohttaimed. (23,8-1,81 mln a)
Kvaternaar Ilmusid inimese vahetud eellased. Suri välja paljuloomaliike. Mitmeid väljasuremisi seostatakse inimese üha kasvanud mõjuga planeedi elustikule.