Segments of Environment (Spheres of Earth)

The Earth’s environment is made up of four major spheres. These spheres interact with each other and support life on the planet.

1. Lithosphere (Rocky Sphere)

• The solid, outer layer of the Earth.
• Includes the crust and upper mantle.
• Forms continents, mountains, plateaus, plains, and ocean floors.
• Provides soil, minerals, fossil fuels, and the land where living organisms live.

2. Hydrosphere (Water Sphere)

• Includes all forms of water on Earth:
  • Oceans, seas, rivers, lakes
  • Groundwater, glaciers, ice caps
  • Water vapor in the atmosphere
• Covers about 71% of Earth’s surface.
• Essential for life, climate regulation, water cycle, and supports aquatic ecosystems.

3. Atmosphere (Gaseous Sphere)

• The layer of gases surrounding Earth.
• Composed mainly of Nitrogen (78%), Oxygen (21%), and other gases.
• Consists of layers: Troposphere, Stratosphere, Mesosphere, Thermosphere, Exosphere.
• Protects life by absorbing harmful UV rays, regulating temperature, and enabling weather and climate.

4. Biosphere (Living Sphere)

• The zone where life exists on Earth.
• Includes parts of the lithosphere, hydrosphere, and atmosphere where organisms live.
• Contains all living things: plants, animals, humans, microorganisms.
• Depends on interaction with other spheres for air, water, nutrients, and energy.

Lithosphere

The lithosphere is the outer, solid, rocky layer of the Earth. It includes the crust and the uppermost rigid part of the mantle. This is the layer on which all living organisms live, agriculture is practiced, and all physical landforms are found.

1. Meaning of Lithosphere

The word lithosphere comes from Greek:

• Lithos = rock
• Sphaira = sphere

So, the lithosphere literally means “rocky sphere.”
It forms the hard, rigid shell of the Earth, making up continents, mountains, ocean floors, plateaus, and plains.

This layer supports all terrestrial life and includes the land we walk and live on.

Composition of the Lithosphere: The lithosphere has two main parts:

A) Earth’s Crust: The crust is the outermost part of Earth and has two types:

i) Continental Crust

• Thickness: 30–70 km
• Nature: Less dense
• Composition: Granite, silica-rich rocks
• Age: Very old (billions of years)
• This forms continents and major landmasses.

ii) Oceanic Crust

• Thickness: 5–10 km
• Nature: More dense
• Composition: Basalt
• Age: Younger rocks
• Forms the ocean floors.

B) Upper Mantle (Rigid Part): The uppermost mantle, combined with the crust, forms the lithosphere.

• Extends up to 100 km
• Made of solid, dense rocks like peridotite
• Rich in magnesium and iron

3. Features of the Lithosphere

• Rigid and Solid: This is the strongest and most brittle part of the Earth. Earthquakes originate here.
• Broken into Plates: The lithosphere is divided into several tectonic plates, such as: Pacific Plate, Indo-Australian Plate, Eurasian Plate, African Plate. These plates float on the semi-fluid asthenosphere beneath them.
• Includes Continents and Ocean Basins: The lithosphere forms: Mountains, plateaus, plains, deserts, Ocean ridges, trenches, abyssal plains. Thus, all major landforms exist because of this layer.

4. Thickness of the Lithosphere

• Average thickness: ~100 km
• Beneath oceans: as thin as 10 km
• Beneath mountains: up to 200 km
• Its thickness depends on temperature and pressure.

5. Importance of the Lithosphere

• Habitat for Life: It forms the land surface where humans, animals, plants, and all living organisms survive.
• Supports Agriculture: Soil, which is essential for plant growth, comes from the weathering of lithospheric rocks.
• Source of Natural Resources: The lithosphere provides almost all essential natural resources: Minerals: coal, petroleum, natural gas, metals, Rocks used for construction: sand, limestone, granite
• Controls Geographical Features: Due to plate movements:
• Mountains are formed (e.g., Himalayas)
• Volcanic activity occurs
• Earthquakes are triggered
• Thus, the lithosphere shapes the physical geography of Earth.

6. Lithosphere and Plate Tectonics 

• The lithosphere is broken into rigid tectonic plates that float on the semi-fluid asthenosphere. Their movement causes most of Earth’s major geological processes.
• Convergent Boundaries (Plates Collide): When two plates move toward each other, they push the crust upward or force one plate below the other. This leads to mountain formation, volcanoes, and strong earthquakes. Example: The Himalayas formed by the collision of the Indian and Eurasian plates.
• Divergent Boundaries (Plates Move Apart): When plates separate, magma rises from below and solidifies to form new oceanic crust. This creates mid-ocean ridges, rift valleys, and volcanic activity. Example: Mid-Atlantic Ridge, where new crust is formed continuously.
• Transform Boundaries (Plates Slide Past): Here, plates move horizontally past each other, causing friction and sudden release of energy, resulting in earthquakes. Example: San Andreas Fault in California.

Formation of Soil 

Soil is formed from the breakdown of rocks present in the lithosphere. This process of rock disintegration and decomposition is called weathering. Over long periods of time, weathering turns solid rock into fine particles, which mix with organic matter to form soil.

Types of Weathering

1. Mechanical Weathering (Physical Weathering) Breaks rocks into smaller pieces without changing their chemical composition. Caused by: Wind abrasion, Flowing water, Temperature changes (heating and cooling causing cracks), Frost action
2. Chemical Weathering: Changes the chemical composition of rocks. Caused by: Acids (from rain or plant roots), Oxidation (reaction with oxygen), Hydrolysis (reaction with water) This process forms clay minerals and helps release nutrients into the soil.
3. Biological Weathering: Breakdown of rocks due to living organisms, such as: Plant roots entering cracks Burrowing animals Microorganisms producing acids Biological activity helps mix minerals with organic matter.

8. Environmental Significance of the Lithosphere

• Part of Biogeochemical Cycles: It stores nutrients like phosphorus, sulfur, carbon, essential for plants and animals.
• Groundwater Storage: Cracks and pores in rocks hold groundwater, forming aquifers.
• Climatic Influence: Volcanic eruptions from the lithosphere release: Gases, Ash, Minerals
• These can influence weather, climate, and even global temperatures.

पर्यावरण के खंड (पृथ्वी के गोले)

पृथ्वी का पर्यावरण चार प्रमुख गोले (Spheres) से मिलकर बना है। ये सभी गोले एक-दूसरे के साथ परस्पर क्रिया करते हैं और जीवन को बनाए रखते हैं।

1. स्थलमंडल (Lithosphere – स्थलीय गोला)

• पृथ्वी की ठोस, कठोर बाहरी परत।
• इसमें पृथ्वी की भू-पर्पटी (Crust) और ऊपरी मैंटल शामिल हैं।
• महाद्वीप, पर्वत, पठार, मैदान और महासागरीय तल इसी में बनते हैं।
• इसमें मिट्टी, खनिज, जीवाश्म ईंधन और भू-सतह शामिल है, जिस पर जीवित प्राणी रहते हैं।

2. जलमंडल (Hydrosphere – जल का गोला)

इसमें पृथ्वी पर मौजूद सभी प्रकार का जल शामिल है:

• महासागर, समुद्र, नदियाँ, झीलें
• भूमिगत जल, हिमनद, बर्फ की चादरें
• वातावरण में उपस्थित जल वाष्प
• यह पृथ्वी की लगभग 71% सतह को ढकता है।
• जीवन, जलवायु, जलचक्र और जलीय पारितंत्र के लिए अत्यंत आवश्यक।

3. वायुमंडल (Atmosphere – गैसीय गोला)

• पृथ्वी को घेरे हुए गैसों की परत।
• मुख्य गैसें: नाइट्रोजन (78%), ऑक्सीजन (21%) और अन्य गैसें।
• परतें: क्षोभमंडल, समतापमंडल, मध्य मण्डल, तापमंडल, बहिर्मंडल।
• यह हानिकारक पराबैंगनी किरणों से सुरक्षा, तापमान नियंत्रण और मौसम/जलवायु को बनाए रखता है।

4. जीवमंडल (Biosphere – जीवन का गोला)

• पृथ्वी पर जीवन का क्षेत्र।
• इसमें स्थलमंडल, जलमंडल और वायुमंडल के वे भाग शामिल हैं जहाँ जीवित प्राणी पाए जाते हैं।
• सभी जीव: पौधे, जानवर, मनुष्य, सूक्ष्मजीव इसी में आते हैं।
• जीवन के लिए वायु, जल, पोषक तत्त्व और ऊर्जा का स्रोत।

स्थलमंडल (Lithosphere)

स्थलमंडल पृथ्वी की ठोस, चट्टानी बाहरी परत है। इसमें पर्पटी (Crust) और मैंटल का ऊपरी कठोर भाग शामिल है। इसी पर जीवित प्राणी रहते हैं, कृषि होती है और सभी भूदृश्य (Landforms) पाए जाते हैं।

स्थलमंडल का अर्थ

ग्रीक शब्दों से बना है:

• Lithos = चट्टान
• Sphaira = गोला

अर्थात स्थलमंडल = चट्टानी गोला।
यही पृथ्वी की कठोर बाहरी सतह बनाता है — महाद्वीप, पर्वत, पठार, मैदान और महासागरीय तल।

स्थलमंडल की संरचना

स्थलमंडल के दो प्रमुख भाग हैं:

A) पृथ्वी की पर्पटी (Earth’s Crust)

• i) महाद्वीपीय पर्पटी (Continental Crust)
• मोटाई: 30–70 किमी
• प्रकृति: कम घनी
• संरचना: ग्रेनाइट, सिलिका-समृद्ध चट्टानें
• आयु: बहुत प्राचीन

यही महाद्वीप और भूमि भाग बनाती है।

ii) महासागरीय पर्पटी (Oceanic Crust)

• मोटाई: 5–10 किमी
• प्रकृति: अधिक घनी
• संरचना: बेसाल्ट
• आयु: अपेक्षाकृत नई

यह महासागरों का तल बनाती है।

B) ऊपरी मैंटल (Upper Mantle – कठोर भाग)

• लगभग 100 किमी तक फैला हुआ
• घनी, ठोस चट्टानें (जैसे पेरिडोटाइट)
• मैग्नीशियम और लौह से समृद्ध

पर्पटी + ऊपरी मैंटल = स्थलमंडल

स्थलमंडल की विशेषताएँ

• कठोर और ठोस — भूकंप इसी में उत्पन्न होते हैं।
• प्लेटों में विभाजित — प्रशांत, इंडो-ऑस्ट्रेलियन, यूरेशियन, अफ्रीकी आदि।
• सभी भू–आकृतियाँ इसी में — पर्वत, पठार, मैदान, रेगिस्तान, महासागरीय गर्त आदि।

स्थलमंडल की मोटाई

• औसत: ~100 किमी
• महासागरों के नीचे: ~10 किमी
• पर्वतों के नीचे: ~200 किमी

स्थलमंडल का महत्व

• जीवन का आधार — जीव-जंतु व मनुष्य इसी पर रहते हैं।
• कृषि का आधार — मिट्टी चट्टानों के अपक्षय से बनती है।
• प्राकृतिक संसाधन — खनिज, कोयला, पेट्रोलियम, प्राकृतिक गैस, निर्माण सामग्री।
• भू–आकृतियों का निर्माण — प्लेटों के टकराव/विचलन से पर्वत, ज्वालामुखी, भूकंप बनते हैं।

स्थलमंडल और प्लेट विवर्तनिकी (Plate Tectonics)

1. अभिसारी सीमा (Convergent Boundary)

• प्लेटें टकराती हैं।
• पर्वत निर्माण, ज्वालामुखी, तीव्र भूकंप।
• उदाहरण: हिमालय — भारतीय व यूरेशियन प्लेटों की टक्कर।

2. अपसारी सीमा (Divergent Boundary)

• प्लेटें अलग होती हैं।
• नया महासागरीय तल बनता है, ज्वालामुखी गतिविधि।
• उदाहरण: मिड-अटलांटिक रिज।

3. रूपांतर सीमा (Transform Boundary)

• प्लेटें एक-दूसरे के पास से क्षैतिज रूप से सरकती हैं।
• भूकंप उत्पन्न होते हैं।
• उदाहरण: सैन एंड्रियास फॉल्ट, कैलिफोर्निया।

मिट्टी का निर्माण (Soil Formation)

मिट्टी चट्टानों के टूटने (Weathering) से बनती है।

अपक्षय के प्रकार

• यांत्रिक अपक्षय — हवा, पानी, तापमान में परिवर्तन
• रासायनिक अपक्षय — अम्ल, ऑक्सीकरण
• जीववैज्ञानिक अपक्षय — पौधों की जड़ें, जीव

मिट्टी कृषि का आधार है।

स्थलमंडल का पर्यावरणीय महत्व

• जैव–भू–रासायनिक चक्रों का हिस्सा — फॉस्फोरस, सल्फर, कार्बन आदि पोषक तत्व।
• भूजल भंडारण — चट्टानों की दरारों में जल का संग्रह।
• जलवायु पर प्रभाव — ज्वालामुखी विस्फोट से गैसें व राख निकलती हैं, जो वैश्विक तापमान को प्रभावित कर सकती हैं।