осевое вращение земли
Земля вращается вокруг оси с запада на восток, совершая полный оборот за 23 ч. 56 мин. 4 с. (звездные сутки). Угловая скорость всех точек Земли одинакова: 15°¤ч (360°: 24 ч.). Линейная скорость их зависит от того расстояния, которое точки должны пройти за период суточного вращения. Максимальная линейная скорость на экваторе – 464 м/с, на полюсах –0, на других широтах вычисляется по формуле:
Vj = 464 × cos j м/с, где j - широта места
Одним из доказательств суточного вращения Земли служит опыт Фуко, позволяющий наблюдать вращение Земли и определять угловую скорость
Wj = 15°× sin j (j - широта места)
Наблюдающееся опытным путем отклонение падающих тел к востоку также свидетельствует о вращении Земли вокруг своей оси.
Важнейшими географическими следствиями являются смена дня и ночи, отклоняющая сила вращения Земли (сила Кориолиса) и возможность построения системы географических координат. Смена дня и ночи обусловлена вращением Земли в параллельных лучах Солнца, при этом всегда половина земного шара освещена (день), другая не освещена (ночь). Смена дня и ночи обуславливает суточный ритм многих процессов и явлений на Земле.
Благодаря силе Кориолиса все движущиеся тела (воздух, вода, ракеты, снаряды и др.) в северном полушарии отклоняются вправо, в южном – влево. Поэтому правые берега рек, склоны речных долин в северном полушарии преимущественно крутые, обрывистые. Действие силы Кориолиса сказывается на направлении океанических течений (Гольфстрима, Куросио) и ветров (западные ветры умеренных широт, пассаты).
На поверхности Земли есть две замечательные точки, не участвующие во вращении планеты – северный и южный полюсы, опираясь на которые оказалось возможным построить стройную единую систему географических координат: сеть меридианов и параллелей.
Из-за неравномерного движения Земли на орбите солнечные сутки нельзя использовать для измерения точного времени. В практике пользуются средним солнечным временем. Его определяют по среднему Солнцу – воображаемой точке, которая равномерно проходит по небесному экватору свой путь за год. Средние солнечные сутки равны 24 средним солнечным часам, которые делятся на минуты и секунды. За начало средних солнечных суток принимают момент нижней кульминации среднего Солнца, т.е. полночь.
Времена суток – утро, день, ночь, вечер на разных меридианах начинаются в разное время, но на одном меридиане – одновременно.
Новые сутки начинаются на 180° долготы, которая называется линией перемены дат. Каждый меридиан имеет свое местное время, и чем восточнее он расположен, тем раньше на нем начинаются сутки. На меридианах, отстоящих друг от друга на 15° местное время отличается на 1 час, а между соседними, отстоящими друг от друга на 1° - на 4 мин.
Согласованная деятельность людей требует согласованного счета времени, и еще в XIX веке введено поясное время. Земная поверхность разделена на 24 часовых пояса, каждый из которых включает 15° долготы. В каждом часовом поясе счет ведется по местному времени его среднего меридиана, которое одновременно называют поясным временем. В 1930 г. декретом правительства СССР в целях более рационального использования светового дня стрелки часов были переведены на 1 час вперед (декретное время). На летние месяцы во многих странах вводится летнее время, когда стрелки часов переводятся на 1 час вперед.
Для астрономических работ целесообразно пользоваться всемирным (мировым) временем (гринвичского меридиана).
Притяжение Земли другими телами Солнечной системы вызывает во всем теле планеты упругие деформации (в атмосфере, гидросфере, литосфере). Наибольшее влияние оказывает Луна (в 2,17 раз больше, чем Солнце) и Солнце. Если приливообразующие силы, вызываемые Луной и Солнцем складываются, что бывает в момент сизигии (полнолуние, новолуние), то высота приливов наибольшая: в открытом океане до 77 см, у берегов высота возрастает. Максимальна высота прилива в заливе Фанди, до 18 м. В момент квадратуры (первая и последняя четверть Луны) высота приливов невысока, т. к. в этом случае из приливообразующей силы, создаваемой Луной, вычитается сила, вызываемая Солнцем.
Земные приливы порождают приливное трение. Благодаря большой скорости вращения Земли, приливные выступы смещены относительной прямой, соединяющей центры Земли и Луны, при этом ближайший к Луне выступ (избыток массы) замедляет скорость вращения Земли, а дальний ускоряет ее. Поскольку тормозящее влияние сильнее, то в целом скорость вращения Земли замедляется. Сутки в догеологическую стадию Земли (4,5 млрд. лет назад) были равны 2 часам, 500 млн. лет назад – 20 часам. Замедление составляет 0,001 сек. за 100 лет.
годовое движение земли и его следствия
Земля вращается вокруг Солнца по эллиптической орбите со скоростью 29,8 км\с, делая полный оборот за 365 сут. 6 час. 9 мин. 9,6 сек. Это звездный, или сидерический, год – промежуток времени между двумя последовательными прохождениями Земли через одну и ту же точку орбиты. По истечении звездного года наблюдатель увидит Солнце около той же звезды, где оно было год назад. Однако деятельность людей связано не с звездным временем: она подчинена солнечному времени. Промежуток времени между двумя последовательными прохождениями Солнца через точку весеннего равноденствия называют тропическим годом, продолжительность которого равна 365 сут. 5 час. 48 мин. 46сек.
Длина орбиты – 940 млн. км. Солнце расположено в одном из фокусов орбиты Земли, вследствие чего расстояние между Землей и Солнцем в течение года меняется от 152 (афелий – 5 июля) до 149 (перигелий – 3 января) млн. км.
Ось Земли наклонена к плоскости орбиты под углом 66° 30¢. В процессе движения ось перемещается поступательно и параллельно самой себе, поэтому Земля занимает 4 характерных положения: равноденствий и солнцестояний. В дни равноденствий, 21 марта и 23 сентября, зенитальный луч Солнца падает на экватор, граница света и тени проходит через полюсы и делит каждую параллель на равные части, поэтому день равен ночи на всех широтах. При этом северное и южное полушария получают тепло и свет поровну.
В день летнего солнцестояния, 22 июня, Солнце в зените над северным тропиком, граница света и тени является касательной к линиям полярных кругов. Свет и тепло получает большая часть северного полушария, поэтому здесь лето, а все заполярье его освещено, поэтому – полярный день. Южное полушарие получает минимум тепла и света, поэтому там зима, а его заполярье находится в положении полярной ночи.
В день зимнего солнцестояния, 22 декабря, Солнце в зените над южным тропиком и освещение полушарий меняется противоположно.
Таким образом, смена времен года обусловлена вращением Земли вокруг Солнца при наклонном положении оси. Со сменой времен года связана сезонная ритмика процессов и явлений в географической оболочке.
геомагнитное поле
Земля представляет собой огромный двухполюсный магнит, диполь. Теоретически идеальные силовые линии, выходящие из южного полюса в Северный, образуют дипольное магнитное поле. Однако реальное магнитное поле Земли следует дипольному полю лишь приблизительно. В действительности геомагнитное поле сложнее, чем поле магнита или намагниченного шара, так как содержит значительное количество аномалий.
По данным космических измерений магнитное поле Земли простирается за пределы планеты до 10 – 14 земных радиусов. Область околоземного пространства, в которой находятся заряженные частицы, захваченные магнитным полем земли, называют магнитосферой. Магнитная ось не совпадает с осью вращения Земли, образуя с ней угол в 12°, поэтому магнитные полюсы не совпадают с географическими. Более того, магнитные полюсы мигрируют, а их знак неоднократно менялся в геологической истории Земли. Так, в 1970 г. положение северного магнитного полюса определялось 78° 31¢ с. ш. и 70° 01¢ з. д., южного - 78°31¢ ю.ш. и 109°59¢ в. д.; в 1985 г. координаты полюсов установились следующие: северного полюса - 77°36¢ с. ш., 102° 48¢ з. д., южного - 65° 06¢ ю.ш., 139°00¢ в. д.
Поскольку магнитные полюса не совпадают с географическими, меридианы данного места с направлением магнитной стрелки образуется угол, который называется склонением. Если магнитная стрелка отклоняется к востоку от меридиана, склонение называется восточным или отрицательным, отклонение к западу называют западным, или положительным. Для характеристики склонения составляют специальные карты, на которые наносятся изогоны – линии соединяющие точки с одинаковым склонением магнитной стрелки.
Стрелка в магнитном поле устанавливается параллельно силовым линиям, поэтому на экваторе она находится в горизонтальном положении или параллельно плоскости горизонта, на магнитном полюсе – в вертикальном, на остальных широтах – образуется угол с горизонтальной поверхностью, который называется наклонением. Углы наклонения также наносятся на карту с помощью изоклин, линий, соединяющих точки, с одинаковыми углами наклонов.
Сила магнитного поля характеризуются его напряженностью. За единицу напряженности принимают эрстед, т. е. напряженность такого магнитного поля, которое на единицу магнитной массы действует с силой в одну длину. Линии равного напряжения магнитного поля – изодинамы.
В распределении элементов земного магнетизма наблюдаются отклонения от их средних значений. Их называют магнитными аномалиями. С учетом размера аномалии подразделяют на региональные и местные. Региональные распространены на огромных площадях. Причины их распространения полностью не выяснены. Примером может служить Западно - Сибирская аномалия. Образование местных аномалий, связано с залежами магнитных и железистых кварцитов. Крупнейшей в мире аномалией является Курская. Напряжение магнитного поля ее в пять раз превышает среднее.
Изучение магнитных аномалий имеет большое практическое значение. Магнитная съемка в настоящее время широко применяется для поисков и разведки магнитных руд, бокситов, полиметаллических сульфидных руд, содержащих ферромагнитные минералы.
Элементы земного магнетизма: склонение, наклонение, напряженность – из года в год меняются. Эти вариации земного магнетизма носят названия вековых вариаций, причем, в этих изменениях проявляется некоторая закономерность. причинами вариаций могут быть годичная периодичность, смена дня и ночи, приливы в атмосфере и ряд других, еще не вполне выясненных. 11- летние вариации связаны с периодическим изменением солнечной активности. Резкие и сильные, но кратковременные возмущения магнитного поля называют магнитными бурями. Они вызваны действием солнечного ветра в период вспышек на Солнце. Бури вызывают резкие отклонения магнитной стрелки, нарушают работу радиостанций.
Под воздействием солнечного ветра, который, наталкиваясь на препятствие в виде магнитного опля Земли, отекает его, формируется несимметричная форма магнитосферы. Чем сильнее солнечный ветер, тем больше отжимается магнитосфера к земной поверхности с дневной стороны и наоборот. На противоположной стороне Земли магнитные силовые линии вытягиваются параллельно друг другу, образуя длинный хвост магнитосферы.
С магнитными бурями связаны полярные сияния в высоких широтах, которые вызваны попаданием в атмосферу заряженных частиц, излучаемых Солнцем.
Магнитное поле Земли простирается до высоты 90 тыс. км, где утрачивается способность притягивать заряженные частицы. С захватом магнитным полем заряженных частиц (электронов и протонов) связано наличие радиационного пояса (или двух радиационных поясов) Земли, обнаруженного при запуске ИЗС и космических кораблей. Главная особенность радиационного пояса – ионизация, обусловленная действием космических лучей. Во время магнитных бурь радиационный пояс подвергается особенно резким изменениям.
Гипотезы, объясняющие образование магнитного поля Земли, разнообразны. Широким признанием пользуется теория происхождения земного магнетизма Эльзасера – Френкеля (1956), согласно которой жидкое ядро вращающейся Земли действует как «самовозбуждающаяся динамомашина».
Влияние магнитного поля на природные явления географической оболочки очень велико. Магнитосфера выполняет защитную роль, предохраняя оболочку от воздействия солнечного ветра, проникновения в нижние слои атмосферы электронов и протонов высоких энергий.
Вариаций геомагнитного поля оказывают существенное влияние на погодные условия. Так, с возмущением магнитного поля связано увеличение холодных зим и сильных засух в европейской части России и Западной Сибири. Климатические колебания, изменения стока рек хорошо согласуются с 11 – летними вариациями геомагнитного поля.
Одним из первых применений на практике земного магнетизма явился компас. С древних времен он служил для определения положения судна в открытом море, когда не видно берегов и нет ориентиров. В настоящее время на морских судах вместо магнитных компасов устанавливают гироскопические компасы (гироскопы), в авиации применяют гиромагнитные компасы, которые состоят из гироскопа и магнитного компаса, действующих совместно.
Внешние оболочки Земли - литосфера, гидросфера, атмосфера формировались одновременно и всегда были тесно взаимосвязаны посредством обмена веществом и энергией, в результате чего сформировалась ГО. Прежде, чем приступить к ее характеристике, необходимо рассмотреть основные особенности ее составляющих – литосферы, гидросферы, атмосферы.
9 ЛИТОСФЕРА
Долгое времятермины земная кора и литосфера были синонимами. В настоящее время они относятся к разным природным объектам.
Земная кора – верхний слой твердой части земного шара образован базальтовым, гранитным слоями и слоем осадочных пород и имеет среднюю мощности около 35-40 км. Базальтовый (нижний) слой земной коры сплошной залегает как под материками, так и под океанами. Гранитный слой развит под материками, слой осадочных пород также прерывист. Осадочные породы (слой осадочных пород) залегают как на суше, так и в океане. Базальтовый и гранитный слои сложены кристаллическими (магматическими и метаморфическими) горными породами, осадочный – продуктами их разрушения и породами иного экзогенного происхождения.
Литосфера. Под литосферой теперь понимают слой Земли, включающий земную кору и часть верхней мантии общей мощностью 150-250 км. Ограничивается литосфера снизу астеносферой – слоем размягченного вещества, находящегося в пластичном состоянии, способного к перетеканию. Литосфера глубинными разломами раздроблена на части, самые крупные из которых названы литосферными плитами. Наиболее известных литосферных плит 7 – Евразиатская, Тихоокеанская, Африканская, Северо-Американская, Южно-Американская, Индо-Австралийская, Антарктическая. Литосферные плиты медленно перемещаются относительно друг друга. Границы их взаимодействий представляют собой либо зоны сближений (субдукция), либо зоны растяжений (спрединг) литосферы.
В зонах растяжений происходит наращивание, новообразование литосферной массы за счет поднимающегося по глубинным разломам вещества мантии. Наоборот, в зонах сближения – превращение вещества литосферы в вещество мантии, вследствие того, что край одной литосферной плиты «ныряет» под край другой. Астеносфера играет роль ленты транспортера, по которой перемещаются литосферные плиты. Зоны сближения и зоны растяжения литосферных плит – наиболее тектонически активные области: здесь активны процессы вулканизма, землетрясений, горообразования.
Теория литосферных плит сформировалась в последние 40 лет, когда было подтверждено горизонтальное движение континентов, а точнее, литосферных плит. Гипотеза движения, или дрейфа, материков была сформулирована А. Вегенером в начале ХХ века, объяснившим сходство очертаний их береговых линий, геологического строения, общность происхождения видов растений и животных расколом некогда единого континента (Пангея) на отдельные части и последующим удалением их друг от друга. Однако гипотеза А. Вегенера дружно была отвергнута геологами, считавшими невозможным перемещение материков, имеющих «корни» в виде утолщенной их части, углубленной в более плотное вещество мантии. Поэтому объяснение причин и механизмов движения материков А. Вегенера было очень слабым местом его гипотезы. Он не мог предположить, что перемещаются еще более массивные блоки – литосферные плиты, а именно это является основой появления новой теории.
В зависимости от строения, выделяют четыре типа земной коры: материковый, океанический, переходный, рифтогенный.
Материковый тип земной коры естественно свойственен материкам, но не полностью соответствует их границам. Он включает также зону шельфа океанов (шельф – подводная окраина материка). Характеризуется наличием базальтового, гранитного и осадочного слоев. Земная кора материкового типа самая мощная – до 80 км.
Океанический тип земной коры соответствует глубокой части океанов, преимущественно так называемым океаническим котловинам, где мощность коры сокращается до 7-5 км. Состоит и базальтового и осадочного слоев.
Переходный тип земной коры соответствует зонам сближения литосферных плит (молодые геосинклинальные области).
Рифтогенный тип земной коры приурочен к зона раздвижения литосферных плит, в океане преимущественно к срединным океаническим хребтам. Мощность земной коры здесь около 25 км.
10 РЕЛЬЕФ ЗЕМЛИ
Общие закономерности формирования рельефа Земли
Площадь поверхности Земли равна 510 млн км2. На долю Мирового океана приходится 70,8%, или 361,06 млн. км2, на долю суши — 29,2%, или 149,02 млн. км2.
Вода и суша распределены на Земле неравномерно. Суша сосредоточена в основном в Северном полушарии; здесь она занимает 39 % всей поверхности, тогда как в Южном полушарии суша занимает всего 19% поверхности.
Самые крупные планетарные формы рельефа – материки (6) и океан (5). С 1996 г. по решению комиссии по географическим названиям выделяют Южный океан (границы его варьируют от 37° ю.ш. до 48° ю.ш. на разных меридианах). С. В. Калесник выделял семь материков (отдельно Европу и Азию). Площадь океанов приведена в разделе «гидросфера». Материк — изостатически уравновешенный массив материковой земной коры, имеющий структурное ядро в виде древней платформы, к которому примыкают более молодые складчатые структуры.
Материк Площадь, млн км2
Евразия....................................................... 53,45
Африка........................................................ 30,30 -
Северная Америка..................................... 24,25
Южная Америка........................................ 18,28
Антарктида................................................. 13,97
Австралия (без Океании)............................7,70
Если к материкам относить их подводную часть (шельф), с ее типичным материковым строением, тогда площади материков значительно увеличатся. Приведенные выше площади материков, таким образом, - это части материков, возвышающиеся над уровнем моря, т.е. современная суша. Кроме понятия «материк» в литературе существует сложившееся в процессе культурно-исторического развития понятие «часть света». Частей света тоже шесть. На материке Евразия две части света — Европа и Азия. Два материка Нового света — Северная Америка и Южная Америка — образуют одну часть света.
Рис.1 Гипсографическая кривая суши и батиметрическая кривая океанического дна
Обобщенный профиль земной поверхности показывают с помощью гипсографической кривой (рис.1). Часть ее, относящуюся к океану, называют батиграфической кривой. На гипсографической кривой видно преобладание на суше высот менее 1000 м, а в океане — глубин от 3000 до 6000 м. Высокие горы и желоба занимают очень мало места на Земле. Средняя высота суши составляет 875 м. Средняя глубина океана 3790 м. Уровень выровненной поверхности земной коры, т.е. твердой поверхности без океана, расположился бы на 2430 м ниже уровня океана. Если поверх этого поместить всю воду Мирового океана, его уровень будет на 250 м выше современного. Этот уровень принимают за средний уровень физической поверхности Земли.
На поверхности Земли материки образуют два ряда: экваториальный — Африка, Австралия, Южная Америка, и северный — Северная Америка, Евразия. Вне рядов остается Антарктида. Положение материков отражает историю развития литосферы, объясняет геологическое родство материков.
Южные материки представляют собой части единого в палеозое мегаконтинента Гондваны. Северные материки в то время были объединены в другой материк — Лавразию. Между ними в палеозое и мезозое находилась система обширных морских бассейнов, получившая название океана Тетис. Он простирался от Северной Африки через Европу, Переднюю Азию, Гималаи в Индокитай. В неогене на месте этого океана возник альпийский складчатый пояс. Первый раскол Гондваны произошел на границе триаса и юры, в это время отделилась Афро-Америка, чуть позднее от Африки отошла Южная Америка. На границе мелового периода и палеогена Индостанская глыба подошла к Азии, и Антарктида отошла от Австралии. Раскол Лавразии на два материка — Евразию и Северную Америку — произошел в середине мезозоя.
Изучение планетарного рельефа Земли приводит к выводу о закономерной связи между площадями материков (океанов), их средней высотой (глубиной), мощностью земной коры и энергией тектогенеза. Чем больше площадь материка, тем он выше, тем мощнее кора. Чем больше океан, тем он глубже и тем тоньше кора под ним. Энергия тектогенеза определяется размахом высот и нарастает пропорционально площади материка. Максимальной мощности земная кора достигает под горами (60 — 70 км), минимальной — под океаном (5—10 км). Наблюдаемая закономерность объясняется изостазией — стремлением земной коры к равновесию. Разрушение гор, накопление толщ осадков нарушает равновесие. Под разрушенными горами породы мантии поднимаются ближе к поверхности, под участками, получившими дополнительную нагрузку, — погружаются. Например, Антарктида под тяжестью льда опустилась на 700 м. Скандинавия после таяния ледника поднимается на 1 см в год. В строении материков и океанов наблюдается интересная закономерность: в середине материка располагаются равнины, по периферии — высокие горы, тогда как посередине океана располагается крупнейшая система срединно-океанических хребтов, а на периферии — океанические котловины.
При рассмотрении планетарного рельефа Земли следует помнить, что это рельеф вращающегося тела. Приливное трение замедляет вращение планет, поэтому сплюснутость Земли уменьшается. Следовательно, в низких широтах должно преобладать водное пространство, в высоких широтах — суша. На Земле, действительно, на экваторе большую площадь занимает океан. В умеренных широтах Северного полушария располагается кольцо суши (максимум на 62° с.ш.), что вызвало компенсационное опускание в северной полярной области. В умеренных широтах Южного полушария господствует сплошное водное кольцо (максимум на 62° ю. ш.), в южной полярной области — компенсационное поднятие. В результате неодинакового замедления вращения полушарий южные материки смещаются по отношению к северным на восток.
В размещении и строении материков наблюдаются следующие закономерности. Материки располагаются парами по отношению друг к другу: Северная и Южная Америка, Африка с Европой, Азия с Австралией. Только Антарктида не имеет пары и располагается у Южного полюса. Причем, как отмечалось выше, южные материки смещены к востоку относительно северных. На западных берегах материков располагаются большие заливы, на востоке материки имеют выпуклость.
Материки расположены так, что каждому из них на противоположном конце диаметра Земли непременно соответствует океан. Эта закономерность называется антиподальностью. Самый яркий пример — Северному Ледовитому океану соответствует Антарктида.
Почти все материки имеют форму клиньев или треугольников, острые вершины которых обращены на юг. Клиновидная форма наблюдается у Южной Америки и Африки, треугольная форма присуща большинству полуостровов Евразии и Австралии.
У северных материков значительна площадь шельфа — подводного продолжения их низменной поверхности, особенно в Северном Ледовитом и Атлантическом океанах. Южные материки практически лишены шельфа. Береговая линия южных материков относительно прямолинейна, полуостровов и островов мало. Для северных материков характерны чрезвычайно изрезанная береговая линия, обилие полуостровов, множество островов вдоль берега. Из общей площади на острова и полуострова приходится в Евразии 32 %, в Северной Америке 25 %, в Африке 2,1 %, в Южной Америке 1,1 %, в Австралии (без Океании) 1,1 %.
Большую часть южных материков составляют на древние платформы. В северных материках древние платформы занимают меньшие площади, большая их часть приходится на территории, образованные палеозойскими и мезозойскими структурами.
Главными тектоническими структурами материков являются платформы и орогенические пояса (геосинклинали). В основе каждого материка, кроме Евразии, лежит одна платформа, в основе Евразии — пять. Платформы — устойчивые в тектоническом отношении участки земной коры. В строении платформ выделяется два этажа: внизу залегает складчатый фундамент, с поверхности он перекрывается осадочным чехлом — горизонтально залегающими горными породами. Местами складчатый фундамент выходит на поверхность, эти участки называются щитами. Русская платформа образует два щита: Балтийский и Украинский. Большинство платформ образовалось в архее и протерозое, они называются древними (рис.2). Древние платформы располагаются двумя широтными рядами. Первый ряд служит основой северных материков — Североамериканская, Русская, Сибирская, Китайская. Второй ряд составляют глыбы Гондваны — Южноамериканская, Африканская, Аравийская, Индостанская, Австралийская. Вне рядов остается Антарктическая платформа. Некоторые платформы образовались позднее — в палеозое, их называют молодыми. В основе Западно-Сибирской равнины лежит платформа герцинского возраста. Платформы занимают 57 % площади материков (включая шельф).
Орогенный пояс (геосинклиналь) — это тектонически подвижный и резко расчлененный складчатый пояс земной коры. Для него характерны повышенная скорость и большой размах вертикальных движений, интенсивное складкообразование, магматизм, вулканизм. В нижнем палеозое произошло складчатое горообразование, названное каледонским, оно охватило огромные площади.
Рис. 2. Докембрийские платформы:
1-Североамериканская, 2-Русская, 3-Сибирская, 4 -Южноамериканская,; 5-Африканская и Аравийская,
6- Индостанская, 7, 8 –Китайская, 9 –Австралийская, 10 - Антарктическая
Каледонские структуры, образовавшиеся в силуре, сохранились в Шотландии, Гренландии, Забайкалье. В верхнем палеозое (карбоне и перми) происходило герцинское горообразование. В эту эпоху формировались горы — предшественники Урала, частично Тянь-Шаня, Алтая, Саян. В течение мезозоя палеозойские структуры превратились в пенеплены. В мезозойскую фазу орогенеза сформировались горы Северо-Восточной Азии и хребты Кордильер. Альпийские горы образовались позднее всех, к Альпийской складчатости относятся Альпийско-Гималайская горная система и горы периферии Тихого океана. Палеозойские структуры занимают 20 % площади материков, на области мезокайнозойской складчатости приходится 23 % площади.
Классификации рельефа
Рельеф — совокупность неровностей земной поверхности определенного геологического строения. Рельеф образуется в результате сложного взаимодействия земной коры с водной и воздушной оболочками, живыми организмами и человеком. Наука, изучающая рельеф, называется «геоморфология». Геоморфология — наука о строении, происхождении, истории развития и современной динамике рельефа земной поверхности. Рельеф состоит из форм — отдельных неровностей, представляющих собой трехмерные тела, занимающие определенный объем. Формы рельефа имеют элементы — грани, ребра, углы и образуют типы рельефа — закономерные сочетания форм, объединенных единством происхождения. Пространственное обособление типов рельефа обусловлено либо различиями внутренней структуры земной коры, либо преобладающим воздействием одного из внешних процессов.
Формы рельефа могут быть замкнутыми или открытыми. Замкнутые обрисовываются замкнутыми изогипсами (например, холм), в открытых формах (например, овраг), изогипсы не замыкаются.
Формы могут быть простыми и сложными, положительными и отрицательными. Простые формы обычно небольшие по размерам, имеют практически правильные геометрические очертания, состоят из элементов рельефа. Сложные формы — это комбинации простых форм. К положительным относятся формы, выступающие относительно некоторого субгоризонталъного уровня, отрицательные формы углублены относительно этого уровня. Выделение положительных и отрицательных форм рельефа не вызывает сомнений при сопоставлении простых форм рельефа. Например, балки, расположенные на Среднерусской возвышенности, являются отрицательными формами по отношению к водоразделам. Однако сама Среднерусская возвышенность является положительной формой более высокого ранга по отношению к расположенным рядом низменностям. Вся Восточно-Европейская равнина с возвышенностями и низменностями является положительной формой рельефа еще более высокого таксономического ранга.
По размерам (морфометрическая классификация) формы рельефа делятся на планетарные, мегаформы, макроформы, мезоформы, микроформы и наноформы. Планетарные формы занимают площади в сотни тысяч квадратных километров. К планетарным формам рельефа относятся материковые выступы, ложе океана, переходные зоны (геосинклинальные области) и срединно-океанические хребты. Материковые выступы — крупнейшие положительные формы рельефа планеты. Большая их часть представляет собой сушу, остальная часть называется подводной окраиной материка и является частью дна Мирового океана. Материковые выступы сложены корой материкового типа. Ложе океана — основная форма рельефа дна Мирового океана. Располагается форма на глубинах более 3 км и характеризуется океаническим типом земной коры. Переходные зоны формируются в основном у восточных окраин материков. Сложены они корой переходного (геосинклинального) типа. Срединно-океанические хребты представляют собой крупнейшую горную систему, проходящую через все океаны, сложены они рифтогенной корой.
Мегаформы занимают площади в десятки тысяч квадратных километров. Это горные страны и равнины в пределах материков, крупные впадины ложа океана (Мексиканский залив, Альпы, Кавказ).
Макроформы являются частями мегаформ, площадь их около 1000 км2. К макроформам относятся отдельные хребты и впадины какой-либо горной страны, крупные речные долины.
Мезоформы измеряются квадратными километрами, примером мезоформ служат овраги, балки, барханные гряды. Микро - и наноформы — это очень небольшие формы рельефа, они осложняют поверхность мезоформ. Примером микроформ служат карстовые воронки, береговые валы, а наноформ — луговые кочки.
Деление форм рельефа по размерам достаточно условно, так как в природе нет четких границ между формами разных рангов. Более того, при детальном анализе даже микроформы и наноформы оказываются весьма сложными, состоящими из более простых форм. Однако, несмотря на данную условность различия в масштабе имеют и определенную генетическую информацию. Например, планетарные формы обязаны своим происхождением, по-видимому, космическим факторам. Мегаформы и макроформы сформировались в результате деятельности эндогенных процессов. Возникновение микроформ и наноформ связано с экзогенными процессами.
Генетическую классификацию форм рельефа предложили И.П.Герасимов и Ю.А.Мещеряков. Они разделили рельеф на три крупные группы: геотектуры, морфоструктуры и морфоскульптуры. Геотектуры - это самые крупные формы рельефа, образованные космическими и эндогенными процессами. К космическим факторам относятся осевое вращение Земли, взаимодействие планет и спутников. К геотектурам относятся перечисленные уже планетарные формы рельефа: материковые выступы, ложе океана, переходные зоны и срединно-океанические хребты.
Морфоструктуры — преимущественно крупные формы рельефа, обязанные своим происхождением эндогенным процессам, в основном тектоническим движениям. Морфоструктурами являются мегаформы и макроформы рельефа; например, горы в пределах горных стран или части платформенных равнин.
Морфоскульптуры ~ формы рельефа, образованные экзогенными процессами. К морфоскульптурам можно отнести ряд макроформ, например крупные речные долины, а также мезоформы, микроформы и наноформы. Главная особенность морфоскульптур — их зональность, так как своеобразие форм, интенсивность их развития зависят от деятельности экзогенных процессов, источником энергии которых служит солнечная радиация.
11 ГИДРОСФЕРА
Гидросфера – водная оболочка Земли. Вода пронизывает все другие оболочки, многие процессы в атмосфере, на поверхности Земли, в литосфере совершаются исключительно в присутствии воды. Вода связывает атмосферу, литосферу и живое вещество, т.е. с ее помощью происходит обмен вещества и энергии между составными частями ГО. «Нет природного тела, которое могло бы сравниться с ней по влиянию на ход основных, самых грандиозных геологических процессов». Вода – самый могучий преобразователь поверхности Земли. Она – самое драгоценное и незаменимое вещество (минерал), без которого невозможна жизнь, и, прежде всего, в биологическом смысле. Около 3,8 млрд. лет назад жизнь зародилась на Земле в водной среде и с тех пор ничто живое не обходится без нее, т.к. обмен веществ возможен только в водной среде. Вода – самое распространенное вещество на Земле: объем гидросферы около 1454 млн. км3 (по другим подсчетам 1,8 млрд. км3).
На происхождение гидросферы (воды) существуют различные точки зрения. Они зависят от представлений об эволюции Земли. Согласно взглядам некоторых авторов, происхождение гидросферы объясняется так: «Если Земля была однажды полностью расплавлена, то тогда большая часть воды…улетучилась в горячую древнюю атмосферу. Позже, когда Земля застыла, водяной пар конденсировался и образовался первичный океан. Согласно этой гипотезе современная атмосфера и океан являются остатками горячей древней атмосферы». Это давно устаревшая точка зрения. Согласно другой точке зрения, наиболее обоснованной и приемлемой, происхождение воды связывают с выделением ее в ходе дифференциации первичного вещества планеты, сформировавшегося из холодного газа – пылевого облака, которое под влиянием гравитационного и радиоактивного тепла подвергалась расплавлению, но не одновременному, а очаговому. Этот процесс начался око