Физическая география часть 1
ЗЕМЛЯ КАК ПЛАНЕТА
Форма и размеры Земли
Предположения о шарообразности Земли (3.) относят к VI в. до н. э. В конце XVII в. возникла гипотеза о том, что 3. сплюснута у полюсов, т. е. является эллипсоидом вращения. Сейчас известно, что истинная геометрическая фигура 3. — геоид. Его поверхность всюду перпендикулярна направлению силы тяжести и совпадает с уровенной поверхностью Мирового океана. Истинная поверхность 3. не совпадает с поверхностью геоида и отступает от нее на несколько километров.
Экваториальный радиус 3. — 6378,2 км, полярный радиус 3. — 6366,8 км, длина меридиана — 40008,6 км, длина экватора — 40 076 км, площадь поверхности 3. — 610 млн км2.
Движение Земли
В 12-м ч. п. по меридиану 180° проходит линии перемены дат: к западу от нее уже новые сутки, а к востоку — еще предыдущие.
Суточная ритмика определяет своеобразие условий существования на Земле.
2. Движение Земли вокруг Солнца.
Тропики и полярные круги
Путь Земли (3.) вокруг Солнца (С.), или орбита, — эллипс, близкий к окружности. Расстояние от 3. до С. в январе — 147 млн км (в перигелии), в июле — 152 млн км (в афелии). Длина орбиты — более 930 млн км, скорость движения 3. — около 30 км/с, время обращения — 365 сут. 6 ч 9 мин 9 с. Ось вращения 3. (з. о.) наклонена к плоскости орбиты под углом 66,6°. Наклон земной оси — причина неравенства дня и ночи и смены времен года на Земле.
Терминатор — светораздельная линия на поверхности 3. 22 июня — день летнего солнцестояния. Начало астрономического лета в сев, полушарии и зимы — в южном. З. о. обращена северным концом к С., его лучи падают отвесно на 23,5° параллель сев. полушария. В это время севернее экватора до 66,6° день длиннее ночи, а севернее этой параллели — полярный день. Южнее экватора до 66,6° ю. ш. в это время день короче ночи, а еще южнее — полярная ночь.
22 декабря — день зимнего солнцестояния, Начало астрономического лета в южн. полушарии и зимы — в сев. З. о. обращена к Солнцу южным концом, и полярный день наблюдается южнее 66,6° ю. ш., день длиннее ночи южнее экватора, в сев. полушарии день короче ночи, а севернее 66,6° с. ш. наблюдается полярная ночь.
Южная и северная параллели 23,6° называются соответственно южным (Козерога) и северным (Рака) тропиками, южная и северная параллели 66,5° — южным и северным полярными кругам.
21 марта, в день весеннего равноденствия, и 23 сентября, в день осеннего равноденствия, терминатор проходит через оба полюса Земли и делиг все параллели пополам. В эти дни сев. и южн, полушария освещены одинаково и день всюду равен ночи. В эти дни — начало соответственно весны и осени в северном и южном полушариях.
Результат наклона земной оси и движения ее вокруг Солнца — деление Земли на пять поясов освещенности. Они — основа климатической и вообще природной зональности.
Жаркий (тропический) пояс — около 40% поверхности 3. Расположен по обе стороны от эква<
Нмжду тропиками. Здесь С. дважды в год в зе – К На каждом из тропиков С. бывает в зените ^Ко один раз в году: 21 июня — на северном и Нкабря — на южном, это отличает эти па рал – Нот всех остальных. На экваторе день всегда Ht ночи.
IЩмренные пояса — около 52% поверхности 3. Нгг между тропиками и полярными кругами. Ннвает полярных дней и ночей, С. не бывает в Юге, близ полярных кругов летом бывают белые т.
Холодные пояса — 8% поверхности 3. Лежат ((ответственно к северу от сев. и к югу от южн. по- мрных кругов. Здесь бывают полярные дни и ши, продолжительность их изменяется от одних piK до полугода. Наличие полярного дня и ночи цюдолжительностью ровно сутки отличает поляр – ве круги от всех остальных параллелей.
Изображение Землн на плане, карте и глобусе
1. Горизонт, стороны горизонта, I ориентирование на местности.
Горизонт (г.) — часть земной поверхности, на – Ьодаемая на открытой местности. Линия горизон – м-граница видимого пространства, где, как ка – мгея, небо сходится с землей.
Основные стороны горизонта — север, юг, вос – юк и запад. Направление географического мери – рана показывает полуденная линия. В полдень «ю от предметов в нашем полушарии падает стро – »на север. Справа — восток, слева — запад, иди — юг. Полярная звезда находится почти над ючкой севера.
Стрелка компаса показывает направление маг – тного меридиана. Угол между ним и истинным иридианом называют магнитным склонением. Ю бывает восточным (положительным, на картах 1ак +) и западным (отрицательным, на картах так -).
Направление на предмет указывают географи – жим азимутом — это угол между северным юнцом географического меридиана и направлени – k на предмет.
2. Масштаб. Глобус, планы и карты, нх различия
Масштаб (м.) показывает степень уменьшения рины линии на глобусе, карте или плане по срав- шию с действительным расстоянием на местнос – I. Численный м. выражается дробью, в числите – ■ – 1, в знаменателе число, показывающее, во шько раз расстояние на карте меньше истинно – № Линеиный м. — это график в виде линейки, у рений которой подписаны истинные расстояния в местности.
Глобус — объемная модель Земли. На нем нет инаженнй расстояний, площадей и очертаний. Иасштаб его всюду одинаков.
План (п.) — чертеж небольшого участка местности. Карта (к.) — уменьшенное изображение земной поверхности на плоскости, построенное в какой-либо проекции и масштабе. Отличия плана и карты: 1 — масштабы: п. — крупный, к. — мелкий; 2 — на п. нанесены все предметы в масштабе, на к. отобраны самые существенные, если они не проходят по масштабу, их отмечают внемасштаб – ными знаками; 3 — на п. не учитывается шарообразность Земли, при построении к. — учитывается, и поэтому на них неизбежны искажения; 4 — на п. нет градусной сети, на к. — есть; б — на п. направление на север — вверх, на к. его показывают меридианы.
3. Градусная сеть и ее элементы» картографические проекции
Градусиая сеть — система меридианов и параллелей на картах и глобусах для определения географических координат. Географические полюса (г. п.) — точки пересечения оси вращения 3. с зем– ной поверхностью. На г. п. нет сторон горизонта. Экватор (э.) — линия пересечения земного шара плоскостью, проходящей через центр Земли перпендикулярно оси ее вращения. Э. делит земной шар на северное и южное полушария. Длина ок. 40 076 км.
Параллели (п.) — линии сечения поверхности 3. плоскостями, параллельными плоскости э. Длина п. уменьшается от э. к полюсам.
Меридианы (м.) — линии сечения поверхности 3. плоскостями, проходящими через ось вращения Земли и через оба полюса. 1 градус м. в среднем 111,1 км, у полюсов больше, чем у э. Длина м. 40 009 км.
Географическая широта (ш.) — угловое расстояние точки от э. Изменяется от 0 до 90°, различают северную и южную ш. Подписывают ш. на глобусе на нулевом и 180 м., на картах — на боковых рамках.
Географическая долгота (д.) — угловое расстояние между положением точки и начальным м. — Гринвичским. К востоку от него — вост. д., к западу — зап. д. Изменяется д. от 0 до 180°. Все точки, лежащие на одном м., имеют одну д. На глобусе м. подписываются на экваторе, на картах — на верхней и нижней рамках.
Глобус — наиболее точная модель Земли. 3. НА плоскости может быть изображена только с помощью различных картографических проекций (к. п.) со значительными искажениями (и.). Чем мельче масштаб, тем больше и. На картах различают четыре вида и.: длин, площадей, углов и форм объектов.
По характеру и. к. п. подразделяются на равноугольные (искажаются длины и площади, но сохраняются углы и формы объектов), равновеликие (сохраняются площади, но искажаются углы и формы), произвольные, в т. ч. равнопромежуточ- ные (нет искажений либо по параллели, либо по меридиану). Масштаб, указанный на картах, справедлив только на линиях минимальных искажений. Он называется главным.
К. п. подразделяются и по виду вспомогательной поверхности, используемой при переходе от эллипсоида к плоскости: конические (проекция на конус), цилиндрические (проекция на цилиндр), азимутальные (проекция на плоскость). Для карт России используют конические к. п., которые имеют наименьшие и. в умеренных широтах.
гих областях знаний о Земле. Большинство географических исследований начинаются с карт и заканчиваются созданием новых. Карта незаменим при изучении и освоении территорий. Инвентаризация, оценка, использование и охрана природньи ресурсов немыслимы без карт. Невозможно переоценить значение карт для морской и воздушной навигации, прогнозирования погоды.
ЛИТОСФЕРА
4. Карты, их виды и значение, . условные знаки
Географические карты — карты земной поверхности, показывающие размещение, состояние и связи различных природных и общественных явлений.
По содержанию карты (к.) бывают общегеографические и тематические. На первых отражены рельеф, реки, озера, некоторые населенные пункты, дороги. Вторые показывают тот или иной элемент в зависимости от темы к. Выделяют физико – географические (климатические, почвенные, ботанические и т. д.) и социально-экономические (политические, экономические и др.).
По масштабу выделяют: крупномасштабные (топографические) к. — масштаб 1:200 ООО и крупнее; среднемасштабные (обзорно-топографические) к. — (1:200 ООО — 1:1 ООО ООО); мелкомасштабные (обзорные) к. — мельче 1:1 ООО ООО.
По охвату территории создаются к. мира, материков, государств.
Условные знаки (у. з.) используют на картах для обозначения географических объектов. Их объяснения даются в легенде к карте. У. з. делятся на линейные, площадные (контурные) и вне – масштабные. Особые у. з. — изолинии, т. е. линии, соединяющие точки с равными значениями изображаемых явлений. Для изображения рельефа применяются горизонтали (г.) — линии, соединяющие точки с одинаковой абсолютной высотой (высотой над уровнем моря). Цифровые значения г. дают через определенные интервалы, отдельно отмечают точками высоты водоразделов, уровни урезов водных объектов. Направление склона отмечают черточками, перпендикулярными г., — бергштрихами, направленными в сторону понижения склона. Разность высот между двумя г. называют высотой сечения рельефа, зная которую легко вычислить по карте относительную высоту — превышение одной точки над другой.
Аналогичным способом отражают глубины моря с помощью изобат (и.). Г. и и. разграничивают на карте ступени с разной высотой. На физических картах часто эти ступени имеют послойную окраску, внизу карты приводится шкала высот и глубин.
Карта — модель действительности. Это важнейшее средство научного познания в географии и дру
Внутреннее строение Земли
1. Ядро, мантия, земиая кора
Ядро расположено в центре Земли, радиус – 3470 км; делится на внутреннее (из твердых железа и никеля) радиусом 2600 км, находящееся пол колоссальным давлением, и наружное (металлы в жидком состоянии).
Мантия — внутриземная геосфера. Окружает ядро и составляет 83% от объема Земли; нижняя граница — на глубине 2900 км. Разделяется иа менее плотную и пластичную верхнюю мантию (800—900 км), в которой образуется магма (смесь химических соединений и элементов, в том числе газов, в особом полужидком состоянии), и кристаллическую нижнюю мантию. По границе между верхней и нижней мантией происходят подвижки литосферных плит. Поверхность, отделяющая кору от мантии, называется границей Мохоровичича.
Земная кора (з. к.) — внешняя оболочка лито – сферы. Состоит из осадочного, гранитного и базальтового слоев. Различают океаническую и т териковую з. к. В составе первой отсутствует гранитный слой. Максимальная толщина з. к. околе 70 км — под горными системами, 30—40 — под равнинами, наиболее тонкая з. к. — под океанами, всего б—10 км.
2. Литосферные плиты, тектонические движения
Литосферные плиты (л. п.) — это крупные жесткие блоки земной коры. Выделяют 13 пли, самые крупные — Евразийская, Африканская, Индо-Австралийская, Американская, Тихоокеанская, Антарктическая.
В основе теории движения л. п. — гипотез» А. Вегенера о дрейфе континентов. Движение л. п. обусловлено перемещением вещества в верхней мантии. В рифтовых зонах оно разрывает земнуя кору и расталкивает плиты. Большинство рифя» находится на дне океанов, где земная кора тоньше, На суше крупнейшие рифты расположены в районе Великих Африканских озер и озера Байкал.
Скорость движения л. п. — 1—6 см в год. Прн столкновении л. п. на их границах образуются: гор – вые системы, если в зоне столкновения обе плиты несут материковую кору (Гималаи), и глубоководные желоба, если одна из плит несет океаническую кору (Перуанский желоб).
С этой теорией согласуется предположение о существовании древних материков: южного — Гон – 1Ы и северного — Лавразии.
3. Сейсмические пояса, землетрясения, вулканы, гейзеры
Границы литосферных плит — подвижные области, где происходит горообразование, сосредоточены области землетрясений и большинство действующих вулканов (сейсмические пояса — с. п.). Самые обширные с. п. — Тихоокеанский и Средиземноморско-Трансазиатский. Тихоокеанский охватывает кольцом акваторию океана, с ним связано 80% всех землетрясений.
Землетрясения (з.) начинаются от глубинного очага (гипоцентра) на глубине от б до 700 км из-за напряжения вдоль линии взаимодействия плит. Толчки в эпицентре — месте, расположенном непосредственно над гипоцентром, и вокруг него вывиваются поперечными и продольными (наиболее разрушительными) сейсмическими волнами. Продолжительность з. — несколько секунд. Внешние проявления оцениваются по 12-балльной шкале Меркалли: 1 балл регистрируется только приборами; 8—10 баллов — разрушаются здания и раскалывается земная поверхность (Ашхабадское 1948 г., Армянское 1988 г.); 11—12 баллов — смещаются земные блоки и разрушается все вокруг. 3. с эпицентрами в океане вызывают гигантские разрушительные морские волны — цунами. Предсказание з. — важнейшая научно-практическая задача сейсмологии.
Вулкан (в.) — это гора с кратером на вершине, из которого через жерло постоянно или временами выбрасываются горячие газы, лава, обломки пород. Вулканическая гора сложена продуктами извержений. Потухшим в. считается, если извержения не зарегистрированы в историческое время (Эльбрус). Извержения в. в населенных районах иосят катастрофический характер. Все живое и постройки могут быть уничтожены лавовыми или селевыми потоками, засыпаны пеплом. Извержения вулканов — мощный фактор, оказывающий влияние на современный газовый состав и состояние атмосферы. В мире около 600 вулканов. Самый высокий — Котопахи (6896 м, Ю. Америка, Эквадор), на втором месте — Ключевская сопка (4760 м, Евразия, Россия). Большинство действующих в. расположено на дне океана по срединно-океаничес – ким хребтам. Некоторые из них за тысячелетия извержений сформировали острова (Гавайские, Исландия).
К с. п. приурочены также гейзеры и фумаролы. Они образуются в местах, где подземные воды перегреваются близко расположенной магмой. Под давлением водяного пара происходят выбросы воды и пара. Наиболее известны своими гейзерами Камчатка и Исландия.
4. Тектонические структуры
Геосинклинали (г.) — подвижные, сильно расчлененные участки з. к. с разнообразными по интенсивности и направленности тектоническими движениями. Первый период развития г. характеризуется погружением и морским режимом. В это время накапливается толща осадочных пород, происходят внедрение магмы, излияние лав и метаморфизм, идет складкообразование. Второй (более короткий) период — интенсивное поднятие, которое связывают с движением литосферных плит. Происходит формирование материковой з. к. в результате деформации горных пород, процессов магматизма и метаморфизма. Море отступает, образуется обширная горная страна.
Платформы (п.) — это наиболее устойчивые блоки з. к. Различают океанические и континентальные п. Им соответствуют равнинные типы рельефа как на суше, так и на дне океана. Материковые п. состоят из фундамента, сформировавшегося в геосинклинальный период. Он состоит из смятых в складки и пронизанных застывшей магмой метаморфических пород, разбит разломами на блоки. Поверхность п. образована мощной толщей горизонтально залегающих пород — осадочным чехлом (о. ч.). Участки платформ, перекрытые о. ч., называются плитами, а лишенные его — щитами. Возраст п. определяется по фундаменту: у древних п. он сформировался в докембрийское время, у молодых — в палеозое.
Древние п.: С.-Американская, В.-Европейская и Сибирская — северные; Ю.-Американская, Афри – кано-Аравийская, Индостанская, Австралийская и Антарктическая — южные. Существует гипотеза о существовании единого древнего массива континентальной коры — Пангеи.
Молодые п.: 3.-Сибирская, С.-Казахстанская и другие.
П. разделены пятью геосинклинальными поясами (г. п.), возникшими в докембрийское время. Три из них — С.-Атлантический, Арктический и Урало-Охотский завершили свое развитие в палеозое, Альпийско-Гималайский и Тихоокеанский продолжают свое развитие до сих пор. В пределах г. п. на суше выделяют области складчатости, завершившейся в разное время: байкальская — конец протерозоя — начало палеозоя, 1000— 660 млн лет назад; каледонская — ранний палеозой, 660—400 млн лет; герцинская — поздний палеозой, 400—210 млн лет; мезозойская — 210— 100 млн лет; кайнозойская, или альпииская, — 100 млн лет до настоящего времени.
5. Типы горных пород, их происхождение, полезные ископаемые
Горные породы (г. п.) — основное вещество, слагающее земную кору. По происхождению различают магматические, осадочные и метаморфические.
Магматические г. п. образовались при остывании лавы и делятся на интрузивные (застывшие в толще земной коры), например гранит, и эффузивные (излившиеся на поверхность), например ба – зальт. По содержанию кремнезема м. г.п. делятся на кислые (руды золота, вольфрама), основные (руды железа и титана) и ультраосновные (руды ннкеля, хрома, платины).
Осадочные г. п. образуются разными способами. При разрушении прежних г. п. образуются обломочные. По размеру частиц среди них различают глину (мельче 0,001 мм), алеврит (до 0,1 мм), песок (до 2 мм), гравий (до 10 мм), щебень (до 100 мм), валуны (крупнее 100 мм). Частицы могут быть окатанными (галька 10—100 мм, гравий 1—10 мм). При отмирании живых существ образуются органогенные осадочные г. п. (известняк, нефть). При накоплении солей в толщах дон – иых отложений — химические (каменная соль).
Метаморфические г. п. возникают при воздействии на слои осадочных пород высоких температур или давления при возобновлении горообразовательных процессов (мрамор, сланцы).
Часть горных пород, используемая в хозяйстве, называется полезными ископаемыми (п. и.). По физическому состоянию различают твердые (руды, уголь, каменная соль), жидкие (нефть, минеральные воды), газообразные (горючий газ) п. и. По происхождению п. и. делятся на эндогенные (образовавшиеся при излиянии или отвердевании на глубине магмы), экзогенные (образовавшиеся в процессе осадконакопления), метаморфические (возникшие при преобразовании осадочных горных пород). Различаются п. и. по составу и особенностям современного использования: горючие (уголь, торф, сланцы, нефть, природный газ), металлические (руды черных, цветных и драгоценных металлов), неметаллические (фосфориты, каменная соль).
6. Геологическое летоисчисление, карта строения земной коры
Геологическое летоисчисление, или геохронология, — термин, принятый для обозначения времени и последовательности образования горных пород (г. п.). При ненарушенном залегании г. п. верхние слои моложе нижних. По органическим останкам, обнаруженным в г. п., определяют время, в течение которого они накапливались. Оно названо эрой (э.). Название э. отражает ее относительный возраст: архейская (древнейшая), протерозойская (ранняя), палеозойская (древняя), мезозойская (средняя), кайнозойская (новая). Э. делятся на периоды. По возрасту г. п. можно определить время, прошедшее с того или иного события на Земле. Возраст г. п. определяют по соотношению в них радиоактивных элементов и продуктов их распада.
Для отражения последовательности событий в прошлом используют геохронологические таблицы (г. т.). Обязательное содержание г. т. — эры и периоды, их продолжительность. В г. п. может быть отражено время образования тех или иных горных систем, полезных ископаемых, возникновения жизни или исчезновения отдельных ее форм.
Продолжительность эр и периодов (млн лет) и горная складчатость
Кайнозойская |
KZ |
Четвертичный |
Альпийская |
|
(антропогеновый) |
2 |
и |
||
70 |
Неогеновый |
25 |
Тихоокеанская |
|
Палеогеновый |
41 |
(Кайнозойская) |
||
Мезозойская |
MZ |
Медовой |
70 |
|
165 |
Юрский |
50 |
Меэоэойсхая |
|
Триасовый |
40- |
|||
Палеозойская |
PZ |
Пермский |
45 |
Герцинсш |
ЭЭО |
Каменноугольный (карбон) |
65 |
||
Девонский |
55 |
|||
Силурийский |
35 |
|||
Ордовикский |
60 |
Каледонская |
||
Кембрийский |
70 |
|||
Протерозойская PZ |
около |
2000 |
Байкальская |
|
Архейская |
AR |
больше |
1800 |
По г. т. трудно судить о месте, где развивались те или иные события. Поэтому составляют геологические и тектонические карты. На карте строения земной коры показаны возраст различных ее участков, размещение срединно-океанически* хребтов, зон разломов, кристаллических щитов, границы литосферных плит, сейсмические пояса.
Строение земной поверхности
1. Рельеф — результат взаимодействия экзогенных и эндогенных сил, выветриваяяе
С момента возникновения в результате действия внутренних сил Земли все формы земной поверхности подвержены разрушительному действию внешних сил — воды, воздуха, изменения температур.
Рельеф — неровности земной поверхности, раз – личающиеся по размерам, происхождению и возрасту.
Эндогенные процессы — первопричина движения литосферных плит, горообразования, изменения строения земной коры и рельефа. В результате медленных вертикальных и горизонтальных передвижений отдельных участков земной коры сформировались формы рельефа первого порядка — материки и океаны, горообразование и вулканические процессы привели к возникновению горных областей на суше и срединно-океанических хребтов.
Экзогенные процессы действуют на поверхности Земли. Их проявление связано с энергией Солнца, влиянием силы тяжести и разрушительным действием организмов. В последнее время стало возможным говорить и об антропогенных факторах формирования рельефа.
Процесс разрушения горных пород под воздействием различных внешних сил называется выветриванием (в.). Физическое в. — распадение каменных горных пород на обломки при резкой смене суточных температур. Морозное в. — разрушение пород при замерзании воды в трещинах и капиллярах. Химическое в. — окисление пород в агрессивных средах. Органическое в. происходит в результате дробления горных пород корнями растений и воздействия веществ, образующихся в процессе жизнедеятельности организмов.
Разрушенные выветриванием горные породы перемещаются ветром и водой, происходит ветро – ия и водная эрозня. Частицы породы постепенно переносятся с высоких гор к их подножиям, делая гсры ниже и более пологими, а подгорные равнины — все более обширными. Последние также постепенно преобразуются, на них возникают формы рельефа следующего порядка. Эрозия формирует рельеф, разрушает поверхность земли, уничтожая дряде мест почву — плодородный слой, сформиро – мвшийся в результате жизнедеятельности организмов.
2. Равнины сушн
Материки и дно океанов — планетарные формы рельефа. На суше различают равнины (р.) — обширные участки с ровной или слабоволнистой поверхностью (около 60% суши). Приурочены, как правило, к платформам и плитам. Низменные р., низменности, не превышают 200 м абс. высоты, в том числе ниже уровня океана (Амазонская, Индо-Ганг – схая), возвышенные р., возвышенности, — 200— 500 м (Среднерусская, Валдайская, Приволжская).
По форме поверхности р. делятся на плоские, юлиистые, увалистые, холмистые, грядовые, ступенчатые. Внешний вид р. зависит от их строения. Сложенные осадочными породами до нескольких километров толщиной р. называют пластовыми.
По происхождению выделяют аккумулятивные р., покрытые морскими, озерными, речными (аллювиальными) или ледниковыми отложениями, и денудационные, образовавшиеся при разрушении гор. К аллювиальным р. относятся низменности Jla – Платская, Туранская, Месопотамская. Они сложены речными наносами. Ледниковые, или моренные, р. сложены несортированными наносами, принесенными ледниками. Это равнины С. Америки до Великих озер и севера Европы. Самые низкие участки к. р. заняты во дно-ледниковым и равнинами, сложенными песками (Полесье, Мещера). Морские р. — это недавние участки морского дна (Прикаспийская, Причерноморская низ-ти, весь север Евразии).
Денудационные р. бывают сложены твердыми кристаллическими породами и имеют вид холмов (Казахский мелкосопочник, равнины Канадского и Балтийского щитов). К равнинам такого типа относятся также плато — слабоволнистые поверхности, приподнятые над окружающей местностью более чем на 600 м (Устюрт, Колорадо, Путорана, сложенные осадочными породами, и Декан — вулканическими).
Между равнинами и горами выделяют полосу предгорий — дробно расчлененные низкие горы не выше 200—400 м. ,
3. Горы суши
Горы, или горные системы (40% суши), представляют собой чередование возвышенностей (вершины, хребты, горные цепи) и понижений (долины, впадины, котловины) с разницей относительных высот более 200 м.
Горный хребет (г. х.) — это линейно вытянутое поднятие. Самая высокая часть хребта называется гребнем, по нему расположены повышения — вершины и понижения — седловины. Области пересечения нескольких г. х. называют горными узлами. Между г. х. располагаются межгорные долины.
Нагорья — обширные горные поднятия с единым складчатым основанием с возвышающимися над ним хребтами и широкими межгорными впадинами — котловинами (Эфиопское, Алданское).
Изолированные горы — как правило, вулканы или купола над внедрившейся в толщу осадочных пород магмой.
По происхождению горы делятся на тектонические и вулканические. Преобладают на Земле тектонические горы. Среди них выделяют молодые складчатые горы, представляющие собой первичные кайнозойские (26 млн лет) поднятия в геосинклинальных областях (Гималаи, Альпы, Кавказ), и возрожденные складчато-глыбовые и глыбовые горы, возникшие при повторных тектонических движениях на месте складчатых поясов палеозойского и мезозойского возрастов с образованием горстов и грабенов (Тянь-Шань, Алтай, Саяны, Куньлунь, Аппалачи, Большой Водораздельный хребет и др.).
По высоте различают: низкогорья — участки резко расчлененного рельефа без подразделения на высотные зоны с высотой до 1000 м (Средний Урал); среднегорья — с абс. высотой 1000—2000 м (Карпаты); к ним относятся, кроме горных хребтов, плоскогорья — участки земной коры, резко приподнятые над окружающими равнинами (Среднесибирское, Бразильское); высокогорья (более 2000 м) характерны сочетанием нагорий, высокогорных плато, горных хребтов, глубоко врезанных долин и наличием высотной поясности. Для высокогорий характерно наличие ледниковых форм рельефа выше снеговой линии (Гималаи, г. Джомолунгма — 8848 м; Памир, пик Коммунизма —* 7496 м; Кавказ, Эльбрус — 5642 м).
4. Рельеф дна Мирового океана
Первая зона — подводная окраина материков: шельф (ш.) — материковая отмель, материковый склон (м. с.), континентальное подножие (к. п.). Подстилается земной корой материкового типа. Глубина до 3,6—4 км. На ш. часто прослеживаются формы рельефа, характерные для суши, сложен ш. осадками, принесенными с суши, богат полезными ископаемыми. М. с, бывает ступенчатым, рассечен подводными разломами. По ним материал с суши поступает к к. п. и формирует конусы выноса, на которых толща осадочных пород максимальна для дна океана — до 16 км.
Вторая зона — переходная, на стыке материкового склона и океанической платформы. Земная кора в этой зоне бывает и материковой, и океанической. Состоит переходная зона из котловин окраинных морей, цепочек вулканических островов, глубоководных желобов. С желобами совпадают глубинные разломы земной коры, уходящие под
материк. Всего более 35 желобов. Самый глубокий — Марианский (11 022 м), самый длинный — Алеутский (3570 км). Зоне присущи частые землетрясения с глубокими очагами и активный вулканизм.
Третья зона — ложе океана. Располагается на глубинах до 6 км, подстилается океанической земной корой. Здесь располагаются гряды, плато, возвышенности, котловины. Донные отложения — органогенные илы, красная глубоководная глина, часто встречаются железо-марганцевые конкреции.
Четвертая зона — срединно-океанические хребты (с.-о. х.). Земная кора здесь особого типа, состоит в основном из базальтов. Общая протяженность — около 60 ООО км. Высота над ложем океана — 3000—4000 м, ширина — 1000—2000 м. Вдоль осевой части с.-о. х. расположена глубокая долина — рифт. Ее глубина 1 —1,6 км, ширина — несколько километров. Под рифтовыми зонами кровля астеносферы залегает на глубине всего 2— 3 км. Рифтовые зоны иногда имеют продолжение на суше: Красное море — Восточно-Африканские разломы, Калифорнийский залив — Калифорнийская долина, разломы Байкальской горной страны. Склоны рифта, рассечены разломами, они разбиты на сегменты. Хребты имеют вулканическое происхождение, вдоль них расположено большинство действующих вулканов Земли, здесь часты землетрясения с неглубокими очагами, наблюдается усиленный тепловой поток.
5. Связь тектонических структур,
рельефа н полезных ископаемых
Полезные ископаемые (п. и.) размещаются в соответствии со строением земной коры и рельефом земной поверхности.
К складчатым областям обычно приурочены рудные п. и. Их образование связано с остыванием магмы в толще горных пород в процессе горообразования. Состав рудных скоплений зависит от температуры магмы, внедрившейся в породы, т. к. металлы имеют разные температуры плавления. В молодых, высоких горах руды погребены под толщей смятых пород, обнаружить их месторождения (м.) там сложно. При разрушении гор руды постепенно оказываются ближе к поверхности, поэтому большинство м. приурочено к древним, сильно разрушенным горам (Урал, Казахский мелкосопоч – ник, Капские горы, Бразильское плоскогорье).
На платформах рудные месторождения приурочены к участкам, где к поверхности близко подходит кристаллический фундамент, — щитам. Это Гвианское плоскогорье, Восточно-Афри – канское плоскогорье, Хибины, Алданское нагорье. Как правило, это невысокие сглаженные среднего – рья, но встречаются и равнины. Однако для платформ и приуроченных к ним обширных равнин более характерны п. и. осадочного происхождения. Ведущую роль среди них имеют горючие п. и.: газ, нефть, уголь, горючие сланцы. Они образовались в прибрежных частях древних морей из органических остатков, накопившихся во влажных и теплых условиях. Богаты нефтью шельфы северных морей, центр Западно-Сибирской равнины, шельф Красного моря, Аравийская и Ливийская пустыни.
П. и. — это минеральные ресурсы (м. р.), большинство которых невозобновимы. Поэтому остро стоит проблема рационального использования л. п. и охраны недр. Это достигается снижением потерь при добыче и переработке, полным извлечение» полезных компонентов из руды, комплексным использованием м. р. путем извлечения попутньи элементов. Тесно связана с добычей п. и. проблема охраны окружающей среды, поскольку при разработке месторождений часто используются открытые способы добычи, создаются отвалы породы, происходят выбросы газа, излияния нефти и т. д.
6. Развитие форм рельефа, древнее оледенение, антропогенные формы рельефа
На современном рельефе Земли особенно сильно отразились новейшие тектонические движения, древние оледенения и морские трансгрессии. Высота современных горных хребтов и низменностей обусловлена размахом тектонических движений неоген-четвертичного времени. В это время поднимались горы северо-востока России, Тянь-Шань, Алтай, Саяны, Кавказ; опускалась и была затоплена морями северная часть Евразии, Прикаспийская низменность.
В четвертичное время на Земле в результате глобального похолодания возникло мощное покровное оледенение. Его центром были горы Скандинавии, Полярный Урал и горы Таймыра. Толщина льда местами достигала 3 км. Граница его распространения многократно менялась: ледник то отступал, то вновь наступал. На Русской равнине самая южная граница оледенения проходила по широте 48—60° с. ш. Движения ледника и потоки вод, связанные с ним, сильно изменили поверхность Земли. Он сглаживал скалы, пропахивал глубокие борозды, оставлял при отступлении рыхлый материал — морену. По краю ледника возникали конечные морены. Образовывались и обширные участки, на которых скапливался мелкий обломочный материал, принесенный потоками при таянии ледника. Эти процессы, в частности, сформировали современный рельеф Русской равнины.
Большое значение имеют при формировании рельефа водная эрозия (в. э.) — процесс разрушения пород и почв текучими водами. Особенно сильно развита она в районах с большим уклоном поверхности и большим количеством осадков. На равнинах под воздействием в. э. возникают промоины, овраги, балки. Водные потоки выносят огромное количество мелкого материала, который посте пенно формирует аккумулятивные равнины (Амазонская низменность).
Там, где осадков мало, ведущая роль в формировании рельефа принадлежит работе ветра. В пределах Туранской равнины, в Сахаре возникают замкнутые котловины выдувания, причудливые скалы-останцы, эоловые формы рельефа — барханы, дюны, песчаные гряды.
Деятельность человека также изменяет рельеф: возникают карьеры, котлованы, горы отработанной юроды — терриконы, насыпи. Сведение лесов, неправильные методы распашки земель приводят к активизации эрозионных процессов и возникновению все более обширных участков сильно эродированных земель (бэдлэнды).
АТМОСФЕРА
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА АТМОСФЕРЫ
1
1. Строение атмосферы, ее состав, значение н охрана
Атмосфера (а.) — газообразная оболочка Земли. В состав входят: азот — 78%; кислород — 21% с миллионной частью озона; 0,03% углекис – яого газа, инертные газы, водяной пар, пыль, микроорганизмы. Толщина а. — около 3000 км, выделяют слои: от 7 до 18 км — тропосфера, до SO км — стратосфера, до 85 км — мезосфера, до 300 км — термосфера, выше 600—1000 — экзо – (рера. На высоте 50 км прослеживается концентрация озона — озоносфера.
Роль а. для Земли и существования жизни на ней огромна. Толща газов не пропускает к поверхности метеориты, озоновый экран защищает ее от ультрафиолетового излучения, без кислорода невозможно дыхание и горение. Азот — один из важнейших биогенных элементов, входит в состав белков и обеспечивает минеральное питание растений. Углекислый газ — тепловой экран, он задерживает тепло, излучаемое Землей, и используется зелены – ю растениями для фотосинтеза. Водяной пар обеспечивает осадки, мельчайшие частички пыли служат при этом ядрами конденсации водяных паров.
Три четверти массы а. сосредоточено в пределах 5-10 км от поверхности Земли. Под влиянием человека состав атмосферного воздуха меняется. Повышается содержание углекислого газа (парниковый эффект) и сернистых газов (кислотные дожди), снижается концентрация озона (истончение озонового экрана).
Охрана а. — одна из основных задач охраны окружающей среды. Ведется мониторинг состояния воздуха, контролируются выбросы вредных газов и твердых веществ, создаются очистные сооружения.
2. Температура, солнечная раднацня, тепловые пояса
Солнечная радиация (с. р.) бывает прямая (п. р.) в рассеянная (p. p.). П. р. — прямые лучи, достигающие 3. от солнечного диска в ясный день. Р, р. — это часть рассеянной в атмосфере с. р., отраженной небесным сводом. Совокупность п. р. и p. p. называют суммарной радиацией (с. р.). Ее величина зависит от угла падения солнечных лучей, прозрачности атмосферы и продолжительности освещения. В целом она уменьшается от экватора к полюсам. Максимальная — в тропических пустынях (200 ккал/см2 в год).
Часть с. р. отражается от поверхности 3. (отраженная радиация). Большая часть с. р. поглощается земной поверхностью, воздух нагревается за счет теплового излучения 3. — земной радиации. Свойство а. задерживать тепловое излучение называют парниковым эффектом.
Часть с. р., которая остается после ее затраты на отражение и тепловое излучение 3., называется радиационным балансом. В целом на 3. он положителен всюду, кроме ледяных пустынь Антарктиды и Гренландии. От экватора до субтропиков радиационный баланс положителен весь год, а начиная с умеренных широт — только летом.
Температура (t°) воздуха на 3. зональна и убывает к полюсам. Это показывают изотермы (линии, соединяющие точки с одинаковой Анализ изотерм показывает: 1 — понижение t к полюсам наиболее резко происходит в умеренных широтах; 2 — все параллели сев. пол-я теплее тех же широт южного пол-я; 3 — изотермы не совпадают с параллелями, особенно в сев. пол-и, где чередуются материки и океаны.
Годовая амплитуда t° — разность среднемесячных t° max холодного и шах теплого месяцев, суточная амплитуда t° — разность между шах высокой и шах низкой t° за сутки. По ходу t° за год различают типы t°: экваториальный (t° весь год ровные); тропический (один шах и один min, оба положительные); умеренный (также есть шах н min, но между ними очень большая разница, есть четыре сезона года); полярный (max и min — как правило, оба отрицательны).
Max t° на 3. — в тропических пустынях, Триполи (сев. Африки) — 68,1 °С. Min t° — в Антарктиде — -89,2 °С, в Сев. пол-и — Оймякон — -71 «С.
На 3. выделяют семь тепловых поясов, границы между ними проводят по изотермам: жаркий — до 20 «С (ареал плодоносящих дикорастущих пальм и коралловых построек), умеренные — до 10 °С летом (граница лесной растительности), холодные — до 0 °С (зона тундры на суше), вечного холода — южнее и севернее 0 °С (вечные льды).
3. Атмосферное давление
Воздух, окружающий Землю, имеет массу, поэтому оказывает давление. Нормальное атмосферное давление (а. д.) — давление ртутного столба высотой 76 см и сечением в 1 см2 на уровне моря на широте 45° и при температуре 0 °С. Измеряют а. д. ртутным барометром или анероидом. Для автоматической записи значений а. д. за определенное время используют барографы. Поскольку с поднятием вверх а. д. уменьшается на 1 мм ртутного столба на каждые 10,5 м, с помощью барометра-высотомера можно определять высоту местности.
А. д. непрерывно меняется. Главная причина — изменение температуры (t°): при повышении t° давление убывает, т. к. воздух расширяется, в верхних слоях атмосферы перетекает в менее нагретые участки.
Линии, соединяющие точки с одинаковым а. д., называются изобарами. Система замкнутых изобар
с пониженным а. д. в центре — циклон, или барический минимум (мин.), с повышенным а. д. в центре — антициклон, или барический, максимум (макс.).
В распределении а. д. по Земле наблюдается зональность: вдоль экватора пояс низкого а. д. (сохраняется весь год), к северу и к югу до широты 30— 40° — пояса высокого а. д. (зимой — везде, летом — только над океанами, т. к. материки сильно прогреты, здесь — низкое), в пределах до 60— 70° сев. и южн. широты — пояса низкого а. д. (весь год — вокруг Антарктиды, в сев. полушарии зимой над материками — высокое, над океанами — низкое), в приполярных областях — пояса высокого а. д. (весь год).
4. Типы ветров н атмосферная циркуляция
Неравномерное распределение а. д. вызывает перемещение воздуха. Движение масс воздуха в горизонтальном направлении называют ветром (в.). Скорость в. измеряют в м/с, используют шкалу Бофорта (0 баллов — штиль, 12 баллов — ураган). Измеряют скорость в. анемометром. В. дует перпендикулярно к изобарам в направлении убывающего а. д. Определяют направление по румбам: сев., сев.-вост. и др. (откуда дует). Вращение Земли изменяет направление в. в сев. полушарии — вправо, в южн. — влево. Наглядно отражает преобладающее направление в. в данной точке диаграмма розы ветров.
Местные в. — бризы, меняют направление в прибрежных районах из-за неравномерного нагрева суши и воды. Днем — с моря (морской), ночью — с суши (береговой). В циклонах в. дуют от периферии к центру, в сев. пол-и отклоняются вправо и образуют восходящие потоки воздуха диаметром 1—2 тыс. м против часовой стрелки. В южн. — наоборот. В антициклонах в. дуют от центра, при этом возникают нисходящие вихри по часовой стрелке в сев. пол-и и против — в южн.
Общая циркуляция атмосферы создается постоянными воздушными течениями, захватывающими тропосферу и нижнюю стратосферу. К ним относятся: пассаты, западные ветры умеренных широт, восточные ветры приполярных областей, муссоны.
Основной * ветрораздел» — субтропические пояса высокого а. д. От них к экватору дуют пассаты — сев.-вост. в сев. пол-и и юго-вост. — в южном. Над океаном — весь год, над сушей — только зимой.
В умеренных широтах господствуют западные ветры. Наиболее постоянны они в океанах южи. полушария, в сев. характерно столкновение теплых воздушных масс из тропиков с холодными из приполярных областей и возникновение фронтальных циклонов и антициклонов.
Муссоны (м.) — сезонные воздушные потоки, меняющие направление зимой и летом. Зимний сев.-зап. м. дует с охлажденной суши (из Азиат-го и Канад-го макс.) в сторону незамерзающего океана (Алеутский и Исландский мин.). Летний юго – вост. м. дует со стороны океана (из Сев.-Тихоок-го и Сев.-Атлант-го макс.) на нагретую сушу, вопреки западным ветрам. Тропические муссоны — результат различий в нагреве сев. и южн. пол-й. Вызваны меняющими направление пассатами — в сев. пол и юго-вост., а в южном — сев.-вост. Наиболее распространены в районах между Южной Азией и Индийским океаном. В Арктике преобладают сев.- вост. в., в Антарктике — юго-вост.
5. Влажность, облачность, осадки
Вода в атмосфере находится в трех состояния*. Попадает она в а. за счет испарения с поверхности океана и суши под действием температуры н ветра и в результате транспирации растений.
При движении вверх слои воздуха остывают, происходит конденсация водяного пара и образование облаков — скоплений водяных капель и кристаллов льда. При их укрупнении происходят осадки в виде дождя, снега, града. Количество осадков зависит от влажности воздуха, т. е. содержания в нем водяного пара.
Абсолютная влажность (а. в.) — это количество водяного пара в граммах, содержащееся в 1 м3 воздуха.
Максимальная влажность (м. в.) — это максимальное количество водяного пара, которое может содержать 1 м3 воздуха при данной t°.
Относительная влажность — это отношение а. в. к м. в. Ее измеряют в процентах. Чем она больше, тем ближе воздух к состоянию насыщенности и больше вероятность осадков.
Облачность измеряют в баллах (0 — ясно, 10 – сплошная облачность). Различают типы облаков – перистые, кучевые, слоистые и т. д.
Количество осадков (о.) зависит от абсолютной влажности. Для его измерения применяют дождемер, осадкомер. По характеру выпадения различают ливневые, обложные, моросящие о. По происхождению — конвективные, фронтальные, орографические.
Различают тнпы годового хода о.: экваториальный (равномерно весь год, сухих сезонов нет), муссонный (max — летом, min — зимой, субэкваториальные широты и восточные побережья материков в субтропиках и умеренных широтах, колн – чество о. растет к экватору), средиземноморский (max — зимой, min — летом, в субтропиках на западных побережьях и внутри материков, количество о. уменьшается к центру материков), Mopcmii умеренных широт (равномерно в течение года).
Распространение о. по 3. зонально, зависит от t°, испарения, влажности, облачности, атм. давления, соотношения суши и моря, преобладающи* ветров. Изолинии осадков — изогиеты. На экваторе — 1000—2000 мм и более; в тропиках – 300—600 мм, во внутренних районах материков до 100 мм, кроме вост. побережий, где летом гораздо больше; в умеренных широтах — 600—1000 мм, особенно много на зап. побережьях перед горами; в полярных районах — 100—200 мм. Мах осадков — в предгорьях Гималаев — 12 660 мм/год, зарегистрированный max — 23 000 мм/год. Min – в тропических пустынях (Асуан, 1 мм/год).
Количество о. еще не определяет условий увлажнения (у.)- Нужно учитывать также испаряемость — максимально возможное испарение, оп-
ределяемое t°. Характер у. оценивают коэффициентом увлажнения (К) — отношением количества о. к испаряемости. Оно тоже зонально. Выделяют юны у.: избыточного (К > 1), леса; нормального (К около 1), саванны и лесостепи; недостаточного (К < 1), аридная растительность.