Географическая оболочка

Так при помощи горизонталей изображаются возвышенности и впадины.

Чем выше холм или глубже впадина, тем больше проводится горизонталей. Зная расстояние между горизонталями по отвесной линии, нетрудно по числу их определить высоту холма или глубину впадины. В тех местах, где склоны земной поверхности круты, горизонтали сближаются, и, наоборот, они удалены друг от друга там, где склоны более пологи.

Точечные. Точечными условными знаками на карте отображают объекты, имеющие размеры на местности, не выражаемые в заданном масштабе карты.

Например, колодец на карте М 1:25000 или город на карте М 1:40000000.

Значки внемасштабных точечных условных знаков, являющиеся идеограммами, выглядят как достаточно сложные рисунки заданного размера. При этом положению описываемого объекта на местности соответствует положение на карте т. н. главной точки точечного условного знака. У симметричных рисунков это обычно середина основания.

Подписи. Подписи являются внемасштабными вспомогательными условными знаками, предназначенными для описания названий объектов местности, их характеристик и свойств самой карты. Для выполнения подписей на картах используются специальные картографические гарнитуры шрифтов.

4.5 Стороны горизонта. Способы ориентирования на местности.

Ориентирование. Часть видимого вокруг пространства называют горизонтом. Границу горизонта, где человеку кажется, что небесный свод соприкасается с поверхностью Земли, называют линией горизонта. На плоской поверхности эта линия кажется окружностью, в центре которой находится человек. Давно замечено, что с поднятием вверх линия горизонта удаляется, а горизонт расширяется.

В пространстве важно уметь ориентироваться, т. е. находить стороны горизонта: основные — север, юг, запад, восток — и промежуточные — северо-запад, северо-восток, юго-запад, юго-восток.

Существует много способов нахождения сторон горизонта. Один из них —  определение полуденного положения  Солнца. В полдень Солнце находится точно на юге. Если мы возьмем гномон (шест) и проведем наблюдения за длиной тени от него, то установим, что самая короткая тень наблюдается в то время, когда Солнце выше всего находится над линией горизонта. Это означает, что по длине полуденной тени от предметов можно определить стороны горизонта. Если встать в полдень лицом по направлению, тени, то перед нами будет север, позади нас — юг, справа — восток, слева — запад Второй надежный способ нахождения сторон горизонта — по Полярной звезде. В ясную ночь сначала находят созвездие Большой Медведицы, напоминающее по форме ковш (из четырех звезд) и ручку (из трех звезд). Мысленно продолжают линию, соединяющую две крайние звезды ковша, и на пятикратном расстоянии от них по прямой находят яркую звезду. Это Полярная звезда, которая показывает направление на север.

Примерно 25 веков назад в Китае люди научились для определения сторон горизонта пользоваться компасом. Компас следует положить на ровную поверхность и установить стрелку синим концом на букву С. Затем определить направление своего движения. Передвижение на местности с помощью компаса производится обычно по азимутам. Азимутом на местности и на карте называют угол между направлением на север и нужным направлением. Обычно азимут отсчитывают по ходу часовой стрелки; так, восточное направление соответствует азимуту 90°, южное—180°, западное — 270° и северное — 360°.

Определение сторон горизонта по местным признакам. Производится в сочетании с другими способами. В основе его лежит знание следующих признаков:

- кора большинства деревьев грубее и темнее на северной стороне, тоньше и эластичнее (у березы светлее) - на южной;

- у сосны вторичная (бурая, потрескавшаяся) кора на северной стороне ствола поднимается выше, чем на южной;

- на деревьях хвойных пород смола более обильно накапливается с южной стороны;

- годовые кольца на свежих пнях деревьев расположены гуще с северной стороны;

- с северной стороны деревья, камни, деревянные, черепичные и шиферные кровли раньше и обильнее покрываются лишайниками, грибками;

- муравейники располагаются с южной стороны деревьев, пней и кустов, кроме того, южный скат муравейников пологий, северный - крутой;

- ягоды и фрукты раньше краснеют (желтеют) с южной стороны;

- летом почва около больших камней, строений, деревьев и кустов более сухая с южной стороны, что можно определить на ощупь;

- у отдельно стоящих деревьев кроны пышнее и гуще с южной стороны;

- снег быстрее подтаивает на южных склонах, в результате подтаивания на снегу образуются зазубрины (шипы), направленные на юг;

- алтари православных церквей, часовен и лютеранских кирок обращены на восток, а главные входы расположены с западной стороны;

- приподнятый конец нижней перекладины креста церквей обращен на север.

 

 

 

 

 

Лекция 5

Литосфера Земли.

5.1 Внутреннее строение и состав Земли.

5.2 Земная кора, ее типы. Строение и развитие  земной коры.

 

5.1. Внутреннее строение и состав Земли.

Географическая оболочка взаимодействует, с одной стороны, с глубинным веществом планеты, с другой – с верхними слоями атмосферы. Таким образом, глубинное строение Земли оказывает существенное влияние на формирование географической оболочки. Термином «строение Земли» обычно обозначается ее внутреннее, то есть глубинное устройство, начиная от земной коры и до центра планеты.

Масса Земли  – 5, 98х10²⁷ г. Средняя плотность Земли – 5, 517 г/см³.

Состав Земли. Согласно современным научным представлениям, Земля состоит из следующих химических элементов: железо – 34, 64 %, кислород – 29, 53 %, кремний – 15, 20%, магний – 12, 70 %, никель – 2, 39 %, сера – 1,93 %, хром – 0, 26 %, марганец – 0, 22 %, кобальт – 0, 13 %, фосфор – 0, 10 %, калий – 0, 07 % и др.

Наиболее достоверные  данные о внутреннем строении Земли  дают наблюдения над сейсмическими  волнами, то есть колебательными движениями земного вещества, вызванными землетрясениями.

Резкое изменение скоростей  сейсмических волн (фиксируемое на сейсмографах) на глубине в 70 км и 2900 км отражает скачкообразное увеличение плотности веществ на этих пределах и, следовательно, расслоение Земли на три основные оболочки, или геосферы: до глубины 70 км – земная кора, от 70 км до 2 900 км – мантия Земли, от 2 900 км и до центра Земли – ядро.

Земля образовалась около 5 млрд. лет назад из некоторой  холодной газово-пылевой туманности. После того как масса планеты достигла современного значения (5,98х10²⁷ г) началось ее саморазогревание. Основными источниками тепла являлись следующие процессы: во-первых, гравитационное сжатие, во-вторых, радиоактивный распад. В результате развития этих процессов температура внутри Земли стала повышаться и началось плавление металлов. Так как в центре земное вещество было сильно сжато, а с поверхности охлаждалось излучением, плавление происходило главным образом на небольших глубинах. Таким образом, образовался расплавленный слой, из которого силикатные материалы, как наиболее легкие, поднимались вверх, давая начало земной коре. На уровне плавления оставались металлы. Так как их плотность выше, чем недифференцированного глубинного вещества, они постепенно опускались. Это привело к формированию металлического ядра.

Ядро состоит из никилистого железа. На глубине 2 900 км (граница мантии и ядра) вещество находится в сверхтвердом состоянии вследствие огромного давления (1 370 000 атм.). В ядре выделяются внешнее ядро и внутреннее ядро. Ученые предполагают, что внешнее ядро расплавлено, а внутреннее ядро находится в твердом состоянии и на 85-90 % состоит из железа.

Роль  ядра в формировании магнитосферы Земли. Ядро оказывает мощное воздействие на формирование магнитосферы Земли, защищающей жизнь от губительного ультрафиолетового излучения. В электропроводящем внешнем, жидком ядре быстро вращающейся планеты происходят сложные и интенсивные движения вещества, приводящие к возбуждению магнитного поля. Магнитное поле простирается в околоземное пространство на несколько земных радиусов.  Взаимодействуя с солнечным ветром, геомагнитное поле создает магнитосферу Земли. Верхняя граница магнитосферы находится на высоте около 90 тыс. км.  Образование магнитосферы и изоляция земной природы от плазмы солнечной короны было первым и одним из важнейших условий зарождения жизни, развития биосферы и становления географической оболочки.

Мантия состоит преимущественно из Mg, O, FeO, SiO₂ и др., которые образуют магму. В ее состав входят вода, хлор, фтор и другие летучие вещества. В мантии непрерывно протекает процесс дифференциации вещества: вещества, облегченные удалением металлов, поднимаются к земной коре, а более тяжелые опускаются. Так в мантии возникают конвекционные токи.

Понятие об астеносфере. Верхняя часть мантии (в пределах 100 - 150 км) называется астеносферой. В астеносфере сочетание температуры и давления таково, что вещество находится в расплавленном, подвижном состоянии. В астеносфере происходят не только постоянные конвекционные токи, но и горизонтальные астеносферные течения.

Скорость горизонтальных астеносферных течений достигает  нескольких десятков сантиметров в  год. Эти течения привели к  расколу литосферы на отдельные  глыбы и к их горизонтальному  перемещению, известному как дрейф материков. В астеносфере находятся вулканические очаги и центры землетрясений. Над нисходящими токами образуются геосинклинали, а над восходящими – срединные океанические хребты и рифтовые зоны.

5.2 Земная кора, ее типы. Структура и развитие земной коры.

Земная кора – это поверхностная, твердая и самая тонкая оболочка Земли. Ее мощность колеблется от 5 – 10 км под океанами до 35 – 70 км под материками.

В зависимости от мощности, возраста и строения выделяют два основных типа земной коры: океаническая и материковая.

Океаническая  земная кора. Мощность этого типа земной коры в современную геологическую эпоху колеблется от 5 до 10 км. Она состоит из следующих двух слоев:

1. верхний тонкий осадочный слой (мощность не более 1 км);
2. нижний базальтовый слой (мощность до 5 км).

Материковая (континентальная) земная кора. Материковая земная кора имеет более сложное строение и большую мощность, чем океаническая земная кора. Ее мощность в среднем составляет 35-45 км, а в горных странах увеличивается до 70 км. Она состоит их трех слоев:

1. нижний слой, базальтовый (мощность около 20 км);
2. средний слой занимает основную толщу материковой коры и условно называется гранитным. Он сложен в основном гранитами и гнейсами. Под океаны этот слой не распространяется;
3. верхний слой – осадочный. Его мощность в среднем составляет около 3 км. В некоторых районах мощность осадков достигает 10 км (например, в Прикаспийской низменности). В отдельных районах Земли осадочный слой отсутствует вообще и на поверхность выходят гранитный слой. Такие районы называются щитами (например, Украинский щит, Балтийский щит).

Гранитный слой от базальтового отделен поверхностью Конрада, на которой скорость сейсмических волн возрастает от 6,4 до 7,6 км/ сек.

Граница между земной корой и мантией (как на материках, так и на океанах) проходит по поверхности Мохоровичича. Скорость сейсмических волн на ней скачкообразно увеличивается до 8 км/ час.

Понятие «литосфера»  является более широким, чем «земная  кора».

Литосфера (греч. lithos — камень) — твердая оболочка Земли, включающая земную кору и верхний слой мантии над астеносферой. Мощность литосферы в среднем 70—250 км, из которых 5 — 70 км приходится на земную кору. Литосфера не монолитна, она разделена гигантскими разломами на литосферные плиты.

Понятие об изостазии. Изучение распределения силы тяжести показало, что все части земной коры – материки, горные страны, равнины – уравновешены на верхней мантии. Это уравновешенное их положение называется изостазией (от лат. isoc -  ровный, stasis – положение). Изостатическое равновесие достигается благодаря тому, что мощность земной коры обратно пропорциональна ее плотности. Тяжелая океаническая кора тоньше более легкой материковой.

Структура земной коры. Материки, включая их подводные окраины, и океаны являются самыми крупными структурными элементами земной коры. В их пределах основная площадь принадлежит спокойным платформенным участкам, меньшая — подвижным геосинклинальным поясам (геосинклиналям). Эволюция структуры земной коры шла в основном от геосинклиналей к платформам. Но частично этот процесс оказывается обратимым за счет образования рифтов (rift — англ., трещина, разлом) на платформах, их дальнейшего раскрытия (например, Красное море) и превращения в океан.

Геосинклинали — обширные подвижные сильно расчлененные участки земной коры с разнообразными по интенсивности и направленности тектоническими движениями. В развитии геосинклиналей различают два крупных этапа.

Первый  — основной — характеризуется погружением и морским режимом. При этом в глубоком морском бассейне, предопределенном глубинными разломами, накапливается мощная (до 15—20 км) толща осадочных и вулканических горных пород. Излияние лав, а также внедрение и застывание на разных глубинах магмы наиболее характерно для внутренних частей геосинклиналей. Здесь же энергичнее проявляется и метаморфизм, а впоследствии складчатость.

Второй этап развития геосинклиналей — меньший по продолжительности — характеризуется интенсивными восходящими движениями, которые новейшие тектонические гипотезы связывают со сближением и столкновением литосферных плит. Из-за бокового давления происходит энергичное смятие пород в сложные складки и внедрение магмы с образованием главным образом гранита. При этом первичная тонкая океанская кора, благодаря различным деформациям горных пород, магматизму, метаморфизму и другим процессам, превращается в более сложную по составу, мощную и жесткую континентальную (материковую) земную кору. В результате поднятия территории море отступает, сначала образуются архипелаги вулканических островов, а потом сложная складчатая горная страна.