Раздел 1. Основы физической географии
Земля как планета
Форма, размеры и движение Земли. Изображение земной поверхности. План и карта.
Геодезические измерения показали, что Земля имеет сложную форму, представляя сплюснутый с двух сторон шар[1]. По определению В.И. Вернадского истинная форма Земли – геоид[2] (землеподобный).
Полярный радиус Земли составляет 6357 км, а экваториальный – 6379 км. Общая площадь поверхности составляет 510 млн. км2.
Земля совершает вращение вокруг своей оси. Точки, через которые проходит рассматриваемая воображаемая ось, называются полюсами(северный и южный). Линия, расположенная на одинаковом расстоянии от полюсов носит название экватор. Длина экватора составляет 40000 км.
Кратчайшая линия сечения, условно проведенная по поверхности Земли от одного полюса к другому, называется меридианом.Меридианы представлены полуокружностями, содержащие 180°, следовательно, в 1° меридиана содержится 111 км. Линия сечения, условно проведенная по поверхности Земли, параллельно экватору, называется параллелями. Длина 1° на экваторе равна 111,2 км, но по направлению к полюсам длина параллели уменьшается каждые 1°.
Обращение Земли вокруг Солнца определяет смену времен года. Земля движется по орбите с Запада на Восток со средней скоростью 29,8 км/сек. и проходит весь путь за 365 суток 6 часов 9 минут и 9 секунд.
На экваторе солнечные лучи попадают под одинаковым углом в течение всего года. В умеренных широтах времена года отличаются друг от друга, что объясняется не только шарообразностью нашей Земли, но и наклоном земной оси к орбите обращения вокруг Солнца (угол наклона составляет 66,5°). Летом северное полушарие повернуто к Солнцу, зимой – наоборот.
23 сентября и 21 марта – дни осеннего и весеннего равноденствия, когда Солнце одинаково освещает оба полушария Земли (в северном и южном полушарии день равен ночи; Солнце стоит в зените над экватором).
22 декабря, 22 июня – дни летнего и зимнего солнцестояния.
22 декабря – Солнце стоит в зените над параллелью 23°27´ южного полушария, Южным тропиком (тропиком Козерога).
В этот день Северное полушарие освещено меньше и на территории от 65° с.ш. до северного полюса устанавливается полярная ночь. В Южном полушарии над приполярными территориями устанавливается полярный день.
22 июня – земная ось наклонена Северным полюсом к Солнцу, поэтому во всем полушарии день длиннее ночи. Солнце стоит в зените над параллелью 23° 27´ с.ш., Северным тропиком (тропиком Рака). От 65° с.ш. северного полярного круга устанавливает полярный день.
В Южном полушарии от 65° ю.ш. южного полярного круга устанавливается полярная ночь. Продолжительность полярного дня (ночи) колеблется от 1 суток на широте Северного и Южного полярных кругов до 178-189 суток на полюсах.
Вследствие наклона оси вращения Земли к плоскости орбиты на ее поверхности образовались пояса освещенности:
· жаркий пояс составляет 40 % земной поверхности, лежит между тропиками.
· 2 умеренных пояса представляют 52 % земной поверхности, простираются от тропиков до полярных кругов;
· 2 холодных пояса составляют 8 %, простираются от полярных кругов к полюсам.
Пояса освещенности представляют основу климатической и природной зональности.
Географические координаты
Географической долготой называют часть дуги экватора, которая заключена между начальным меридианом и меридианом исследуемой точки. Начальный меридиан проходит через Гринвичскую обсерваторию, делит поверхность Земли на 2 полушария: Восточное и Западное. Таким образом, долгота может быть восточной и западной и измеряется в градусах от 0° до 180°.
Географическая широта – величина дуги от экватора до западной точки, измеряется от 0° до 90°. Максимальное значение широты наблюдается на полюсах (90°).
План и карта
Карта – уменьшенное изображение земной поверхности на плоскости, построенное по математическим законам с использованием специальных обозначений.
Масштаб – определяет степень уменьшения длин и площадей.
Масштабы бывают:
· численный 1:10000;
· именованный в 1 см – 10 см;
· линейный масштаб – прямая линия, разделенная на равные части (см), над которыми подписаны соответствующие ему расстояния на местности.
По масштабу карты делятся на:
· крупномасштабные – крупнее до 1:100000
· среднемасштабные – от 1:100000 до 1:500000
· мелкомасштабные – от 1:500000 и мельче.
Карты также различают:
· по территориальному признаку (карты мира, океанов, морей, материков, регионов);
· по содержанию: общегеографические и специальные (геологические, тектонические, климатические, экономические);
· по назначению (научно – справочные, учебные, туристические, военные).
Топографические карты – крупно- и среднемасштабные карты.
План – чертеж местности, выполненный в условных знаках и в крупном масштабе. Основные отличия плана местности от карты следующие:
a) достаточно крупный масштаб;
b) не учитывается кривизна поверхности;
c) нет градусной сетки;
d) направление с – ю определяется направлением листа (верх – низ).
Условные обозначения – неотъемлемая принадлежность любой карты, с помощью которых показывают местоположение объектов, давая их качественную и количественную характеристику. Для построения условных знаков разработана система графических средств: форма знаков, цвет, размер и т.д.
Выделяют следующие способы формирования композиций знаков:
· способ значков;
· способ линейных знаков;
· способ изолиний (изолинии - линии равного значения какой-либо величины на географической карте, вертикальном разрезе или графике):
- изотермы – линии, соединяющие точки с одинаковой температурой;
- изогисты – линии, соединяющие точки с одинаковым количеством осадков;
- изобары – линии, соединяющие точки с одинаковым атмосферным давлением;
- изогипсы (горизонтали) – линии, соединяющие точки с одинаковой абсолютной высотой;
- изотахи – линии, соединяющие точки с одинаковой скоростью ветра,
· способ качественного фона,
· способ диаграмм,
· способ ареалов.
 |
Рис. 1. Изображение возвышенностей
На топографических картах короткие штрихи, проведенные перпендикулярно к горизонталям носят название бергштрихи, которые и указывают, в каком направлении склон понижается (рис. 1.)
Горизонталями изображают и впадины. При этом бергштрихи будут обращены во внутреннюю сторону.
Для изображения различных участков земной поверхности измеряют высоту данных участков:
· абсолютная высота - превышение точки земной поверхности над уровнем моря. В Российской Федерации за нулевой принят уровень Балтийского моря.
· относительная высота – превышение одной точки земной поверхности относительно другой.
Тесты для самоконтроля.
1. Правильное соотношение полярного и экваториального радиусов Земли таково:
1) они равны
2) полярный длиннее на 21,4 км
3) экваториальный длиннее на 21,4 км
4) экваториальный короче на 21,4 км
2. Главное отличие плана местности от географической карты – это:
1) градусная сеть
2) масштаб
3) цвет
4) условные знаки
3. Масштаб 1:25000000 является:
1) крупным
2) средним
3) мелким
4. Выберите верные утверждения.
1) Река Замбези пересекает экватор
2) Экватор пересекает территорию Бразилии
3) Северный тропик пересекает пустыню Сахара
4) Река Вилюй пересекает Северный полярный круг.
5. На карте масштаба 1:50000 измерена длина линии. Она равна 12,8 см. Какова длина этой линии на местности?
1) 64 м
2) 64 км
3) 6,4 км
4) 640 км
6. Как называется линия, проходящая по 23,5° южной широты?
1) южный тропик
2) экватор
3) Гринвичский меридиан
4) полярный круг
7. Вычислите, какова относительная высота горы, если абсолютная высота ее вершины и подножья составляют 1500 и 600 м соответственно.
1) 1500 м
2) 900 м
3) 2100 м.
8. Выберите точку, расположенную одновременно западнее и севернее всех остальных:
1) 65° с. ш., 170° з. д.;
2) 45° с. ш., 80° з. д.;
3) 78° с. ш., 160° в. д.;
4) 85° ю. ш., 175° з. д.
9. Назовите границы поясов освещенности, разделяющих поверхность земли ______________________________________________
10. В какое время года Земля ближе всего подходит к Солнцу?
1) осень 2)зима 3)лето 4)весна
11. Путешественник переместился от гринвичского меридиана на 222 км в сторону Южной Америки, а затем по меридиану в сторону тропика Козерога на 111 км. В результате он оказался в точке, географические координаты которой …
1) 2°с.ш., 1° з.д. 2) 1°ю.ш., 2° з.д.
3) 1°с.ш., 2° в.д. 4) 2°ю.ш., 1° в.д.
12. Линии тропиков и полярных кругов являются границами…
1) климатических поясов 2) природных зон
3) часовых поясов 4) поясов освещенности
13. Если численный масштаб карты 1:50 000, то именованный масштаб
1) в 1 сантиметре 5 000 километров 2) в 1 сантиметре 500 километров
3) в 1 сантиметре 50 километров 4) в 1 сантиметре 0,5 километров
14. Солнце бывает в зените на всех широтах между…
1) Северным и Южным полюсами
2) Северным полярным кругом и Южным полярным кругом
3) Северным и Южным тропиками
4) экватором и полюсами
15. К группе мелкомасштабных относится карта масштаба
1) 1 : 10 000 2) 1 : 50 000 3) 1 : 200 000 4) 1 : 2 000 000
Литосфера
Строение земной коры. Структурные элементы земной коры.
Геологическое летоисчисление
Представление о внутреннем строении Земли на сегодняшнем этапе развития современной науки возможно лишь с помощью сейсмического метода. Сущность данного метода заключается в следующем: после взрыва, произведённого на поверхности Земли, замеряют скорость распространения в земной коре колебаний, вызванных им. Скорость прохождения волн в различных породах неодинакова, на основании полученных данных делают вывод о строении Земли, создав общую модель строения (табл. 1).
Непосредственно изучить слои Земли можно, применив глубинное бурение. С помощью сверхглубинных установок на Кольском полуострове (11000 м) пройдено менее 1/400 земного радиуса, поэтому данный способ не даёт целостного представления.
Таблица 1
Строение Земли
| Слой | Состав | Температура,0С | Плотность слоя, т/м2 |
| Ядро | Железо, оксиды лёгких элементов в металлическом состоянии или водород под большим давлением предположительно в металлическом состоянии. | 5000-6000 | 12,5 |
| Мантия | Минералы с преобладанием магния, железа и кремния | 2000-5000 | 3,5-6 |
| Земная кора | Горные породы | Изменяется на 10 каждые 33 м вглубь Земли. | 2,7-2,8 г/см3 |
|
В центре планеты расположено ядро, которое окружено мантией, состоящей из нижнего и верхнего слоя (астеносферы) (рис. 2).
Выше мантии располагается земная кора, которая с астеносферой образует оболочку, носящую название литосфера.Литосфера- это твердая оболочка Земли. Мощность литосферы составляет в среднем от 70 до 250 км.
Литосфера состоит из плит, находящихся в постоянном движении.
Граница между земной корой и мантией называется поверхностью Мохоровичича (по имени югославского геодезиста, впервые открывшего границу разделов данных слоёв в 1909 г.)
Земная кора бывает:
а) материковая (континентальная) общей толщиной от 30-70 км, состоит из 3-х слоев:
1) осадочный слой (10-15 км),
2) гранитный слой состоит из горных пород по своим свойствам схожих с гранитом (5-15 км),
3) базальтовый слой (10-35 км);
б) океаническая – расположена под мировым океаном и имеет толщину 6-15 км за счет менее мощного осадочного слоя.
Данные названия условные, так как слои состоят из многих типов горных пород.
Горные породы бывают:
а) магматические, образованные из расплавленной магмы после ее остывания и затвердевания.
К данному типу горных пород относится гранит (самая распространенная на Земле порода), образованная вследствие глубинного излияния магмы, базальт, пемза, образованные вследствие застывания магмы на поверхности.
б) осадочные – образованные на поверхности земной коры вследствие оседания под действием силы тяжести на суше и на дне водоемов.
В зависимости от способа образования различают:
· обломочные (щебень, галька, гранит, песок, глина),
· химические (поваренная, калийная соли, кремнезем),
· органические (органогенные) – газ, нефть, уголь, горючие сланцы, известняк, мел, фосфориты,
в) метаморфические – результат действия высоких температур, давления, химической среды осадочных и магматических пород (кварциты, глинистые, кристаллические сланцы, гнейсы, мрамор).
Активность земной коры
Земная кора совершает движения, которые проявляются в землетрясении, извержениях вулканов, деятельности горячих источников, гейзеров.
Движения земной коры могут быть:
1) медленными, когда наблюдается вертикальное движение участков суши планеты, вследствие чего происходит затопление их водой или обратный процесс отступления моря. Скорость данных движений мала – десятки метров в 1 млн. лет, хотя данные процессы можно видеть и в современном летоисчислении:
· увеличение площади суши за счет отступления моря (увеличение площади Скандинавского полуострова;
· затопление побережья Северного моря. Страны данного побережья: Нидерланды, Германия, Дания вынуждены защищаться от надвигающейся воды дамбами, образовывая защищенные от надвигающейся воды территории – польдеры.
2) интенсивными: землетрясение – колебания, сопровождающиеся трещинами и смещением земной коры.
Гипоцентр – очаг землетрясения в литосфере.
Эпицентр – место на земной поверхности над гипоцентром.
Степень проявления землетрясения (разрушение построек, природной среды) оценивается в баллах и называется силой землетрясения.
В большинстве стран мира применяется Международная 12-бальная шкала оценки, в Японии 7-бальная.
Области подверженные частым землетрясениям называют – сейсмическими зонами.
На территории земли выделяют 2 зоны: Тихоокеанскую (приходится 80% земли) и Средиземноморско-Трансазиатскую (15%), которая простирается от Атлантики через Южную Европу, Северную Африку, Турцию, Иран, Китай до Индонезии.
Вулканы являются одной из форм проявления активности земной коры и представляют особые по форме и составу пород горы. Основные вулканы представлены в таблице 2.
Таблица 2
Основные вулканы мира