2

Оглавление

Пояснительная записка 3

Теоретический раздел 6

Материал для теоретического изучения (1 курс) 7

Материал для теоретического изучения (2 курс) 51

Практический раздел 114

Задания для лабораторных и практических работ по «Общему

землеведению» для студентов 1 курса 115

Задания для лабораторных и практических работ по «Общему

землеведению» для студентов 2 курса 180

Раздел контроля знаний 259

Тестовые задания 260

Материал для самоконтроля 266

Воросы к зачѐтам и экзаменам 305

Вспомогательный раздел 315

Учебная программа 316

Рекомендации для изучения географической номенклатуры 360

Список рекомендуемой литературы 418

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА К УМК

по дисциплине «Общее землеведение»

Изучение дисциплины «Общее землеведение» предусмотрено

образовательным стандартом и типовым учебным планом подготовки

студентов по специальности 1-02 04 02 Биология и география. Она относится

к циклу специальных дисциплин.

В системе фундаментального географического образования «Общее

землеведение» является своеобразным связующим звеном между

географическими знаниями, навыками и представлениями, полученными в

школе, и глобальным естествознанием. Эта дисциплина закладывает основы

географического мировоззрения и мышления. Основными факторами

эффективного применения учебно-методического комплекса, как средства

формирования профессиональной компетентности выпускника, являются

соответствие компонентов комплекса содержанию изучаемого материала,

частным методическим задачам, методам обучения, требованиям

рационального использования учебного времени. Ускоренное развитие

научной мысли и наличие нового фактического материала требуют

внедрения их в сферу обучения для совершенствования еѐ содержательной

части и подготовки специалистов на современном уровне. Новые данные,

полученные во всех отраслях человеческих знаний, развитая сеть

компьютеризации и формирование сквозных направлений в географии

(экологизация, гуманизация, социологизация), появление и активная

разработка идеи устойчивого развития общества, коэволюции (сотворчества)

человека и природы привели к необходимости отразить эти моменты в

процессе рассмотрения вопросов возникновения и развития нашей планеты,

существования и изменения на ней жизни.

Учебно-методический комплекс (УМК) «Общее землеведение» состоит

из следующих разделов: теоретического, практического, раздела контроля

знаний и вспомогательного, что обеспечивает комплексность учебно-

методических материалов, направленных на реализацию ступени

образовательного стандарта: каждый элемент комплекса дополняет

содержание и функциональные возможности другого.

Теоретический раздел состоит из:

материала для теоретического изучения учебной дисциплины (вопросы, рассматриваемые на лекциях, ключевые понятия и термины);

теоретического материала по разделу «Рельеф земной поверхности. Формы рельефа, созданные эндогенными процессами».

Практический раздел включает:

практические задания для 1 курса; практические задания для 2 курса.

В раздел контроля знаний входят:

вопросы для самоконтроля; вопросы к зачѐту – 1 курс;

3

вопросы к зачѐту – 2 курс; вопросы к экзамену – 1 курс; вопросы к экзамену – 2 курс; тестовые задания – 1 курс; тестовые задания – 2 курс.

Вспомогательный раздел состоит из:

учебной программы рекомендации по изучению географической номенклатуры.

Целью создания УМК «Общее землеведение» является выявление

общих закономерностей строения, функционирования и развития

географической оболочки в единстве и взаимодействии с окружающим

пространством на разных уровнях его организации (от Вселенной до атома),

установление путей создания и существования современных природных

(природно-антропогенных) ситуаций и тенденций их возможного

преобразования в будущем.

Задачи УМК «Общее землеведение»:

изучение состава географической оболочки (еѐ геосфер и компонентов); изучение структуры географической оболочки – характера связей между

компонентами геосфер и процессов, обеспечивающих эти связи;

выяснение причин и способов образования структуры географической

оболочки;

выявление закономерностей развития географической оболочки (еѐ компонентов и всей в целом);

выявление пространственных закономерностей формирования структуры географической оболочки (еѐ компонентов и всей в целом);

формирование знаний о строении, происхождении и современной динамике процессов, происходящих в атмосфере, гидросфере,

литосфере, биосфере;

изучение географической номенклатуры.

УМК «Общее землеведение» включает знания по частным

географическим дисциплинам, таким как климатология, гидрология,

геоморфология. При отборе материала, в первую очередь, учитывалась

необходимость обеспечить наиболее полное раскрытие предмета изучения и

задач общего землеведения.

Структура УМК «Общее землеведение» может и должна

трансформироваться в соответствии с конкретными условиями: личностью

преподавателя, возрастным цензом учебной группы, количеством учебных

часов, объѐмом практической части и самостоятельной подготовки по

дисциплине и т.д.

Материалы, из которых состоит УМК являются рекомендательными и

предполагают простор для творческой инициативы как обучающихся, так и

педагога. Учебно-методический комплекс должен совершенствоваться,

развиваться и видоизменяться.

4

Основными методами изучения данной дисциплины, являются:

проблемное обучение; учебно-исследовательская деятельность; метод

аналогии; информационный анализ; картографический метод.

5

6

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ

7

МАТЕРИАЛ ДЛЯ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО ИЗУЧЕНИЯ (1 КУРС)

А.В. Таранчук

«Общее землеведение»

краткий курс лекций

(1 курс)

8

Введение. «Общее землеведение» является интегрированной дисциплиной, включающей

знания по частным географическим дисциплинам, таким как климатология,

гидрология, геоморфология.

Целью изучения дисциплины «Общее землеведение» является изучение общих

закономерностей строения, функционирования и развития географической

оболочки в единстве и взаимодействии с окружающим пространством на разных

уровнях его организации (от Вселенной до атома), установление путей создания и

существования современных природных (природно-антропогенных) ситуаций и

тенденций их возможного преобразования в будущем.

Задачи дисциплины:

изучение состава географической оболочки (еѐ геосфер и компонентов); изучение структуры географической оболочки – характера связей между

компонентами геосфер, и процессов, обеспечивающих эти связи; выяснение

причин и способов образования структуры географической оболочки;

выявление закономерностей развития географической оболочки (еѐ компонентов и всей в целом);

выявление пространственных закономерностей формирования структуры географической оболочки (еѐ компонентов и всей в целом);

формирование знаний о строении, происхождении и современной динамике процессов, происходящих в атмосфере, гидросфере, литосфере, биосфере;

изучение географической номенклатуры В соответствии с требованиями образовательного стандарта в результате изучения

дисциплины «Общее землеведение» выпускник должен:

знать:

общие черты Вселенной и еѐ эволюции, особенности строения и происхождения Солнечной системы и планеты Земля, космическое

воздействие на Землю;

общие особенности Земли как планеты, закономерности еѐ внутреннего строения, происхождения, движения, свойства Земли и их географические

следствия;

структуру географической оболочки, состав и свойства ее основных частей; общие географические закономерности развития и функционирования

географической оболочки;

экологические проблемы, возникающие в географической оболочке; минимум географических названий, понятий и терминов;

уметь:

определить объект и предмет изучения «Общего землеведения»; ориентироваться в литературных источниках по «Общему землеведению»; применять знания об основных понятиях, концепциях, теориях,

закономерностях в отношении к конкретным объектам;

9

объяснять основные природные явления, происходящие в сферах географической оболочки;

объяснять взаимосвязи между компонентами географической оболочки и процессами, происходящими в ней;

формулировать основные географические закономерности и определять границы их проявления;

анализировать тематические карты, графики, диаграммы; составлять по различным источникам (учебным пособиям, тематическим

картам, атласам) климатические, гидрологические и другие природные

характеристики территорий;

пользоваться литературными и другими источниками географической информации, иметь навыки их реферирования.

Общее землеведение изучает географическую оболочку как единый природно-

территориальный комплекс глобального размера. Географическая оболочка

представляет собой материальную систему, где взаимосвязаны и взаимодействуют

слагающие еѐ компоненты, процессы и явления, которые находятся в непрерывном

развитии.

Географическая оболочка отличается от других частей планеты наибольшей

сложностью состава и строения, наибольшим различием степени агрегированности

вещества (от свободных элементарных частиц через атомы, ионы до сложных

органических соединений), наличием разных видов свободной энергии. На Земле

только в географической оболочке концентрируется солнечная энергия, есть живые

организмы, осадочные породы, разные формы рельефа, существует человеческое

общество.

Общее землеведение формирует знания о структуре и общих закономерностях

географической оболочки, круговорота вещества и энергии.

«Общее землеведение» в системе географических наук, объект, предмет

исследования, задачи.

Вопросы для рассмотрения:

Место курса «Общее землеведение» в системе географических наук, объект, предмет исследования, задачи.

Общая характеристика географической оболочки, как объекта исследования «Общего землеведения».

Особенности формирования географической науки: длительность сбора информации, картографический метод фиксирования знаний.

Дифференциация географии, становление частных географических дисциплин, кризис науки, поиски путей выхода из кризиса. Зарождение и

развитие учения о географической оболочке, вклад, А.Гумбольдта,

В.В.Докучаева, П.И.Броунова, Л.С.Берга, А.А.Григорьева, В.И.Вернадского,

С.В.Калесника.

10

Формирование общеземлеведческих знаний, связь с другими науками. Современные методы исследования: космический, глобального мониторинга,

прогнозирования, моделирования и др.

Специфика учебного курса «Общее землеведение», роль в подготовке учителя общеобразовательной школы.

Ключевые понятия и термины: географическая оболочка, компоненты

географической оболочки, природный комплекс, общее землеведение,

ландшафтоведение, палеогеография, геоморфология, климатология, океанология,

гидрология суши, почвоведение, биогеография, картография.

Влияние космических и общепланетарных процессов и факторов на

географическую оболочку Земли.

Земля во Вселенной.

Вопросы для рассмотрения:

Общие сведения о закономерностях строения, структуре Вселенной. Формы существования материи, химический состав. Космические тела и их взаимодействие. Звезды, виды звезд и их роль в

жизни Вселенной.

Происхождение и эволюция Вселенной. Теория «Большого взрыва». Расширение Вселенной.

Галактики, их виды. Системы галактик. Метагалактика. Наша Галактика, ее составляющие. Вращение, галактический год. Влияние

Космоса на Землю.

Земля – одно из бесчисленных тел Вселенной, которые под действием силы

тяготения и центробежной силы группируются в различные вращательные

системы и оказывают определенное влияние друг на друга. Поэтому изучение

Земли как единого целого и отдельно взятых оболочек невозможно без

рассмотрения положения ее во Вселенной, без учета влияния Космоса.

Благодаря современной технике человечество проникло взором в глубины

Вселенной на расстояние п- 1022

км, т. е. на несколько миллиардов световых лет, и

значительно расширило свои знания о ней. Основная масса вещества Вселенной

(98 %) содержится в звездах и представляет собой горячий ионизированный газ –

плазму. Межзвездное пространство заполнено чрезвычайно разреженным газом и

мелкой пылью, образующими местами гигантские газовые и пылевые туманности.

Звезды – самосветящиеся небесные тела. Они находятся на разной стадии

эволюции, поэтому их объем, масса, плотность, светимость различны.

Единой, общепризнанной точки зрения на происхождение звезд нет. В течение

длительного времени (около 200 лет) постепенно складывалась стройная

(классическая) система представлений об образовании звезд путем уплотнения

(сгущения) газово-пылеватой материи под действием сил тяготения и магнитного

11

поля. При этом гравитационная энергия переходит в кинетическую, а последняя – в

тепловую. Когда температура достигает нескольких миллионов градусов,

начинаются термоядерные реакции, тип которых с повышением температуры

изменяется. «Облако» начинает светиться, образуется звезда. Она находится под

воздействием двух сил – гравитации и газового давления, которые обычно

уравновешивают друг друга, и звезда существует в течение длительного времени.

Если температура внутри звезды очень высокая, давление газов преобладает над

гравитацией и звезда увеличивается в размерах, превращаясь в красный гигант.

Если увеличивающаяся звезда двойная, она становится неустойчивой, сбрасывает

газовую оболочку и вспыхивает как новая звезда. Когда интенсивные ядерные

реакции с выделением огромного количества энергии происходят в наружных

слоях звезды, она взрывается, как сверхновая.

По мере выгорания радиоактивного топлива гравитационные силы становятся

преобладающими над давлением газов, и звезда начинает сжиматься. Звезда с

массой до 1,2 солнечной массы при этом превращается в белого карлика, с массой

1,2 – 2 солнечной массы – в нейтронную звезду, а с массой более 2 солнечных – в

черную дыру, где гравитационная сила столь велика, что ни свет, ни какие-либо

другие частицы не могут выйти наружу.

Новая концепция происхождения звезд развивается с конца 50-х годов XX в.

академиком В.А.Амбарцумяном и его учениками. Согласно этой гипотезе, звезды

образуются путем взрыва сгустков сверхплотной дозвездной материи (протозвезд).

Гипотеза носит пока полуэмпирический характер и нуждается в дальнейшем

накоплении материала наблюдений.

С древних времен звезды были и остаются надежными ориентирами, по которым

люди определяют стороны горизонта и время ночи.

Все небо разделено на 88 созвездий, которые можно находить по характерному для

них расположению звезд. Так как в созвездия входят звезды разной яркости, то для

облегчения ориентирования принято следующее стандартное обозначение:

ярчайшая из звезд созвездия обозначается буквой альфа (a), вторая по яркости

звезда – буквой бета (в) и т. д. Вместе с тем яркие звезды в созвездиях имеют еще и

собственные имена.

Положение звезд относительно горизонта постоянно меняется вследствие

суточного вращения Земли вокруг оси и годичного – вокруг Солнца. Оно различно

в разные часы одних и тех же суток и в одни и те же вечерние часы разных месяцев

года. Быстро и точно установить положение звезд относительно горизонта для

любого момента времени можно с помощью подвижной карты звездного неба. С

карты и накладного круга надо снять копии и наклеить их на плотный картон. В

накладном круге следует сделать внутренний вырез по одной из замкнутых линий

с определенной широтой места, в котором предполагается пользоваться картой.

Звезды во Вселенной образуют различные системы. Более 60 % звезд объединены

в небольшие системы из 2–10 звезд, вращающихся около общего для них центра

тяжести. Грандиозные по количеству звезд и размерам звездные системы

12

называются галактиками. Распределяются они во Вселенной неравномерно,

образуя группы, скопления и грандиозные вращающиеся системы –

сверхгалактики. В настоящее время известно около 20 сверхгалактик. Доступная

для наблюдений часть Вселенной называется Метагалактикой. Характерная ее

особенность — расширение во всех направлениях. Пока неизвестно, расширяется

ли вся Вселенная, так как Метагалактика – лишь часть Вселенной.

Наша Галактика (Млечный путь) объединяет более 150 млрд звезд и более 100 млн

туманностей. По форме она напоминает двояковыпуклую линзу с диаметром около

85 000 и толщиной 10 000 световых лет. Солнце находится в средней плоскости

Галактики на расстоянии около 34 000 световых лет от центра. Поэтому с Земли

оно видно как бы с ребра в виде световой полосы, проходящей по небосводу.

Звезды концентрируются в галактической плоскости, особенно около центра

Галактики, образуя центральное сгущение. Через ядро проходит ось вращения

Галактики. Солнечная система (вместе с Землей) полный оборот вокруг центра

Галактики совершает за 210—240 млн лет. Приблизительно через такой же

промежуток времени на Земле отмечается наступление ледниковых эпох и циклов

тектогенеза.

Ряд ученых отмечает, что ледниковые эпохи обусловлены влиянием космических

туманностей, а горообразование – воздействием галактических сил тяготения.

Ключевые понятия и термины: звезды, шкала звездных величин, абсолютная

звездная величина, светимость, модель «горячей» Вселенной, гипотеза «Большого

взрыва», галактика, скопления галактик, световой год (св.г.), классификация

галактик (эллиптические (Е), спиральные (S), неправильные (Ir) и линзовидные

(SO)), метагалактика, структурные элементы Галактики Млечный путь,

галактический год.

Солнечная система.

Вопросы для рассмотрения:

Общие сведения о Солнечной системе в Галактике, еѐ размеры. Распределение вещества, закономерности строения и движения Солнечной

системы.

Законы И.Кеплера и И.Ньютона. Эволюция представлений о строении Солнечной системы. Гео- и

гелиоцентрическая системы мира.

Тела Солнечной системы. Солнечная система — одна из множества различных по размерам и сложности

систем, составляющих Галактику. Кроме Солнца, в Солнечной системе 8 больших

планет, тысячи малых планет (астероидов), миллионы комет, метеорное вещество.

Под влиянием притяжения Солнца все планеты Солнечной системы вращаются

вокруг него по эллиптическим (близким к круговым) орбитам, лежащим почти в

одной плоскости. Одновременно с поступательным движением по орбитам

13

планеты (кроме Венеры и Урана) их спутники вращаются вокруг своих осей в

направлении орбитального движения.

По своим физическим характеристикам планеты Солнечной системы

объединяются в две группы, разграниченные в пространстве поясом астероидов.

Планеты, движущиеся внутри этого пояса и поэтому часто называемые

внутренними (земными) (Меркурий, Венера, Земля, Марс), небольшие по

размерам и массе, имеют твердую поверхность, сравнительно высокую среднюю

плотность, близкую к плотности Земли (5,52 г/см3), обладают атмосферами (кроме

Меркурия). Внешние планеты, движущиеся за кольцом астероидов, образуют

группу планет-гигантов (Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун). Они характеризуются

большими размерами и массами, быстрым вращением, сравнительно небольшой

плотностью, не имеют твердой поверхности.

Плутон пока еще плохо изучен и его трудно причислить к той или иной группе.

Малые планеты (астероиды) имеют небольшие размеры и неправильную

угловатую форму. Они вращаются вокруг Солнца по очень вытянутым орбитам.

Астероиды могут пересекать пути движения больших планет, что делает

возможным «захват» их этими планетами.

Еще меньше размеры комет. Кометы состоят из ядра, головы и хвоста. Ядро

кометы — это глыба льда с включением твердых частиц. При приближении к

Солнцу происходит испарение льдов и распыление твердых частиц. Ядро

окутывается газовой оболочкой, образуя голову, а выделяющиеся из ядра газ и

пыль создают хвост. Орбиты движения комет имеют форму вытянутых

эллипсоидов и даже парабол. Кометы — недолгоживущие тепа Солнечной

системы; с каждым полетом вблизи Солнца ядро кометы теряет газы и пыль и со

временем распадается, образуя метеорные потоки.

Метеорное вещество — твердые частички различных размеров, масса которых в

основном измеряется граммами. Попадая в атмосферу Земли, они нагреваются и

сгорают, оставляя на небе мгновенный след, напоминающий падающую звезду.

Метеорное тело, долетевшее до поверхности Земли, называется метеоритом. За

счет падения метеоритов масса Земли ежегодно увеличивается приблизительно на

10 млн т. На месте падения крупных метеоритов образуются метеорные кратеры.

Аризонский метеорный кратер имеет диаметр 1200 м и глубину 200 м.

Ключевые понятия и термины: Солнце, Солнечная система, планеты, спутники,

астероиды, кометы, метеориты, метеорное вещество, межпланетного пылевого

вещества, три закона Иоганна Кеплера, невозмущенное движение тел,

возмущения в движении тел Солнечной системы, возмущенное движение тел,

вековые и периодические возмущения в движениях тел, закон всемирного

тяготения Ньютона, геоцентрическую систему мира, гелиоцентрическую

систему мира, планетная группа Земли и группа планет-гигантов.

14

Солнце – центральное тело Солнечной системы.

Вопросы для рассмотрения:

Химические и физические свойства. Движение Солнца. Солнечная атмосфера. Изучение Солнца. Солнечный ветер. Солнечная активность, ее проявления. Влияние солнечной активности на

земные процессы.

Гипотезы происхождения Солнечной систем. Возможность возникновения жизни.

Солнце – звезда средней величины и светимости. Оно представляет собой

раскаленный газовый шар, диаметр которого в 109, а масса в 333 000 раз больше

Земли. Температура на его поверхности около 6 тыс. градусов, а в центре достигает

12—16 млн. градусов. Солнце непрерывно излучает в мировое пространство

огромное количество энергии в виде тепловых, световых и других лучей. Около

одной двухмиллиардной доли этой энергии достигает нашей планеты. Ее

достаточно для развития жизни на Земле. Лучистая энергия звезд составляет

только одну стомиллионную долю поступающей солнечной энергии, а

космические излучения – две миллиардные.

Видимое излучение Солнца характеризуется большим постоянством, а

ультрафиолетовая, рентгеновская части солнечного спектра и корпускулярное

излучение изменяются с изменением солнечной активности. Существуют 11-, 22-,

80 – 90-летние и другие циклы. Цикличность солнечной активности является

следствием цикличности целого ряда явлений в географической оболочке.

Ключевые понятия и термины: преобладающие химические элементы на Солнце,

термоядерное ядро, лучистая зона, конвективная зона, солнечная атмосфера

(фотосфера, хромосфера, солнечная корона), солнечный ветер, солнечная

активность (гранулы, факелы, солнечные пятна, протуберанцы и хромосферные

вспышки), процессы, происходящие в географической оболочке, цикличность

которых связана с периодичностью солнечной активности; гипотезы

происхождения Солнечной системы (Декарта (1644), Бюффоан (1749) и Канта

(1755), Лапласа (1796), О.Ю.Шмидта, (1944), В.А.Амбарцумяна (1947).

Земля в Солнечной системе.

Вопросы для рассмотрения:

Расположение Земли в Солнечной системе и его роль. Фигура и размеры Земли. Эволюция взглядов о форме Земли: шар, эллипсоид, геоид. Элементы

земного эллипсоида. Внутреннее строение земли.

Географические следствия формы, размеров и строения Земли. Система Земля – Луна. Обращение системы вокруг общего центра.

Географические результаты существования двойной планеты. Приливно-

15

отливные явления, приливообразующая сила. Возникновение приливного

трения, его влияние на вращение Земли, продолжительность суток. Фазы

Луны. Солнечные и лунные затмения.

Представления людей о форме и размерах Земли изменялись по мере расширения

географического кругозора и развития науки.

Впервые к выводу о шарообразности Земли пришли ученые Древней Греции в VI

в. до н. э., а во II в. до н. э. древнегреческий ученый Эратосфен сравнительно точно

определил средний радиус земного шара. На рубеже XVII — XVII вв. английский

ученый Ньютон доказал, что Земля не совсем шарообразна, а имеет форму

эллипсоида вращения. Причина отклонения Земли от шарообразной формы —

действие центробежных сил, возникающих при вращении Земли вокруг оси,

особенно на экваторе. В связи с неравномерностью распределения массы и

неоднородностью вещественного состава Земли ее фигура на несколько десятков

метров отличается от правильной формы эллипсоида вращения. Истинная

геометрическая фигура Земли была названа геоидом. Поверхность геоида везде

перпендикулярна направлению силы тяжести. Отклонение фигуры геоида от

формы шара составляет только 0,0015 %. Приняты следующие размеры

эллипсоида: экваториальный радиус (большая полуось) — 6378,2 км; полярный

радиус (малая полуось) — 6356,8 км; полярное сжатие — 1:298; экваториальное

сжатие — 1:30000. Площадь Земли — 510 млн. км2, масса 6×10

21т.

Самым близким к Земле космическим телом является Луна — единственный

естественный спутник нашей планеты. Обращаясь вокруг Земли навстречу

суточному вращению звезд, Луна совершает полный оборот за 27 суток 7 ч 43 мин

(сидерический месяц). Вид Луны (фаза) постоянно меняется. Это обусловлено

двумя причинами: 1) Луна — холодное тело, которое светит отраженным

солнечным светом; 2) вследствие ее движения вокруг Земли взаимное положение в

пространстве Земли, Луны и Солнца все время изменяется. Промежуток времени

между двумя одинаковыми фазами Луны называется синодическим месяцем. Он

длиннее сидерического (29 суток 12 ч 44 мин). Видимое движение Луны по

небесной сфере происходит под углом 5° к плоскости земной орбиты. Точки

пересечения орбит Земли и Луны называются лунными узлами. Если новолуние

совпадает с лунным узлом, то Луна, Земля и Солнце находятся на одной прямой и

наблюдается затмение Солнца. Затмение Луны бывает в полнолуние, совпадающее

с лунным узлом.

Масса Луны в 81 раз меньше массы Земли, а сила притяжения на ней в 6 раз

меньше, чем на Земле. Обладая малой силой притяжения, Луна не смогла удержать

около себя атмосферу. Нет на Луне и воды. Из-за отсутствия атмосферы

температура наружного слоя Луны подвержена большим колебаниям: от +130 °С

на дневной стороне до -150 ° на ночной. Характерная форма лунного рельефа —

кратеры, образованные от падения метеоритов, которые с огромной скоростью в

безвоздушной среде ударяются о лунную поверхность.

16

Система Земля—Луна имеет общий центр тяжести, расположенный в Земле на

расстоянии 0,73 земного радиуса. В этом центре сила притяжения и центробежная

сила равны между собой. Во всех других точках на поверхности Земли они не

равны и их взаимодействие ведет к образованию приливов и отливов. Приливную

волну образует также взаимодействие Земли с Солнцем, однако Солнце

расположено в 390 раз дальше от Земли, чем Луна. Поэтому приливообразующая

сила Солнца в 2,2 раза меньше приливообразующей силы Луны. Лунные и

солнечные приливообразующие силы могут складываться или вычитаться в

зависимости от взаиморасположения Солнца, Земли и Луны. Так как приливная

волна двигается навстречу вращению Земли, то она замедляет суточное вращение

Земли примерно на 24 с за 1 млн лет. Снижение скорости вращения Земли со

временем отражается на ее фигуре — уменьшается сжатие, что вызывает

значительную деформацию земной коры.

Ключевые понятия и термины: значения элементов земного эллипсоида, сжатие

сфероида, поверхность геоида, уровенная поверхность, или поверхностью

равновесия, средняя плотность Земли, масса Земли, географические следствия

формы, размеров и строения Земли, естественный спутник Земли – Луна,

сидерический, или звездный месяц, фазы Луны (новолуние, первая четверть,

полнолуние, последняя четверть), синодический месяц, солнечное затмение, лунное

затмение, приливообразующая сила, приливы и отливы (моменты сизигий и

квадратур), влияние Луны на вращение нашей планеты, приливное воздействие

Земли на Луну.

Осевое движение Земли.

Вопросы для рассмотрения:

1. Направление вращения, скорость: линейная и угловая. 2. Доказательства вращения Земли: отклонение падающих тел, опыт с маятником

Фуко.

3. Географические результаты вращения Земли: полярное сжатие Земли, особенности силы тяжести, образование силы Кориолиса, ее значение в жизни

географической оболочки. Смена дня и ночи. Суточная ритмика в природе.

4. Сутки звездные и солнечные, средние солнечные сутки. 5. Виды времени. Местное, поясное время. Линия перемены дат. Земля одновременно участвует в ряде движений, важнейшими из которых

являются вращение вокруг оси и орбитальное движение вокруг Солнца.

Полный оборот вокруг своей оси по отношению к звездам Земля совершает за 23 ч

56 мин 4 с. Это звездные сутки. Их продолжительность легко определить

следующим образом. В южной части неба, возможно ближе к небесному

меридиану, выберите одну из ярких звезд и заметьте по вашим часам, когда она

скроется за выступ дома, верхушку дерева или какой-нибудь другой предмет. В

следующий вечер с того самого места повторите описанное наблюдение и

определите время захода звезды за тот же предмет. Различие во времени между

17

двумя последовательными заходами звезды за один и тот же предмет будет

соответствовать времени оборота Земли вокруг оси по отношению к звездам.

Отрезок времени, за который Земля оборачивается вокруг своей оси по отношению

к Солнцу, называется истинными солнечными сутками. Они несколько длиннее

звездных, так как одновременно с вращением вокруг своей оси Земля движется и

вокруг Солнца. Скорость ее движения вокруг Солнца в течение года непостоянна

(зависит от расстояния до Солнца), поэтому и истинные солнечные сутки в течение

года имеют разную продолжительность.

В астрономии введено понятие «среднего» Солнца — воображаемой точки которая

движется по небу за то же время что и истинное Солнце, но равномерно. Отрезок

времени между двумя кульминациями «среднего» Солнца составляет 24 ч Время,

определяемое по «среднему» Солнцу, называется средним солнечным временем.

Для перехода от истинного солнечного времени к среднему необходимо внести

поправку времени.

Различают угловую и линейную скорости вращения Земли. Угловая скopocmь

вращения — это угол, на который поворачивается какая-нибудь точка на

поверхности Земли за единицу времени. Она одинакова для всех широт и

составляет 15 за 1 ч (или 1 ° за 4 мин). Линейная скорость — это расстояние,

которое проходит вследствие вращения какая-нибудь точка на поверхности Земли

за единицу времени. Она зависит от широты и наибольшая на экваторе (V0=464

м/с). На других широтах линейная скорость вращения определяется по формуле: V

= V0cos h, где h — географическая широта местности.

Географическими следствиями вращения Земли вокруг оси являются: 1)величина

полярного сжатия, влияющая на форму Земли; 2) движение приливной волны

навстречу суточному вращению Земли, что влияет на скорость вращения и форму

Земли; 3) отклонение движущихся тел от первоначального направления в северном

полушарии вправо, а в южном — влево (сила Кориолиса), наиболее четко оно

проявляется в движении воздушных и водных масс на Земле; 4) смена дня и ночи и

суточная ритмика процессов в географической оболочке (суточный ход

температуры воздуха и почвы, жизненных процессов и т. д.).

За начало суток принимают момент нижней кульминации Солнца, т. е. полночь.

Начинаются они одновременно на всем меридиане. Поскольку разные меридианы

в разное время пересекают точку нижней кульминации Солнца, то каждый

меридиан имеет свое время, которое называется местным. Местное время

неудобно из-за различий во времени соседних пунктов. Поэтому еще в XIX в. было

введено поясное время. Земной шар разделен на 24 часовых пояса по 15 °. Поясное

время считают по среднему в данном поясе меридиану.

В СССР в 1930 г. введено декретное время. Оно равно поясному времени плюс 1

час. С 1981 г. было введено также летнее время: 1 апреля стрелки часов

переводились на 1 ч вперед по сравнению с декретным временем, а 30 сентября в

24 часа возвращались обратно. После распада СССР Беларусь отказалась от дек-

ретного времени.

18

В качестве всемирного времени принято время начального меридиана (грин-

вичского).

Для переводов местного времени в поясное и обратно служит формула: ТП=ТМ+ n-

λ, где Тп — поясное время; Тм — местное среднее время; n — номер пояса; λ —

географическая долгота, выраженная в часовой мере. Поясное время равно

всемирному плюс номер пояса. Например, в Минске местное время 14 ч.

Расположен он на 27 ° в. д. (второй часовой пояс). Необходимо местное время

Минска перевести в поясное. Тп= 14 ч + 2 - (27× 4 мин) = 14 ч + 2 - 108 мин = 16 ч -

- 1 ч 48 мин = 14 ч 12 мин.

В каждом месте Земли новая календарная дата наступает в полночь по местному

времени. Чтобы не было путаницы между разными пунктами в отношении времени

наступления нового дня, международным соглашением установлена условная

линия, называемая линией смены дат. Она проходит по водным просторам, нигде

не касаясь суши по 180-му земному меридиану или в относительной близости к

нему. При пересечении линии смены дат с запада на восток один день вычитается,

а с востока на запад — добавляется.

Ключевые понятия и термины: доказательства вращения Земли вокруг своей оси

(отклонение падающих тел к востоку, опыт с физическим маятником Л.Фуко),

направление движения вокруг оси, угловая скорость вращения, линейная скорость,

формула определения линейной скорости вращения, линейная скорость на разных

широтах, экватор, параллели, меридианы, линейная скорость вращения на одном

меридиане, линейная скорость вращения на одной параллели, следствия осевого

вращения Земли (сжатие земного сфероида, силы Кориолиса (Кориолисово

ускорение), отклоняющее действие вращения Земли, смена дня и ночи), сутки,

звездные, истинные солнечные и средние солнечные сутки, эклиптика, средний

полдень, местное время, всемирное время, поясная система счѐта времени,

часовые пояса, формула перевода местного времени в поясное и обратно,

декретное время, линия перемены (или смены) даты (демаркационная линия),

светораздельная плоскость.

Орбитальное движение Земли.

Вопросы для рассмотрения: 1. Доказательства орбитального движения Земли. 2. Орбита Земли, положение оси Земли в пространстве. Точки афелия и перигелия. 3. Скорость перемещения по орбите. Период обращения Земли вокруг Солнца. 4. Смена времен года. Солнцестояние и равноденствие. Тропики и полярные

круги.

5. Пояса освещенности. 6. Изменение высоты Солнца над горизонтом в течение года на разных широтах. 7. Изменение продолжительности дня и ночи на разных широтах в разное время

года. Полярный день и полярная ночь. Их продолжительность, причины.

19

8. Географические следствия орбитального движения Земли. 9. Явления прецессии и нутации. Путь годичного движения Земли (орбита) имеет форму эллипса, в одном из

фокусов которого находится Солнце. Поэтому расстояние между Землей и

Солнцем в течение года меняется. Ближе всего к Солнцу, или в перигелии, Земля

бывает 3 января. В это время расстояние до Солнца составляет 147 млн км., 5 июля

в афелии Земля удаляется от него на 152 млн км. При средней скорости 29,8 км/с

Земля проходит всю орбиту — 940 млн км за 365 суток 6 ч 9 мин 9,6 с. Этот период

называется звездным (сидерическим) годом. В афелии скорость движения Земли

уменьшается до 29,3 км/с, а в перигелии возрастает до 30,3 км/с.

Годовое движение Земли вокруг Солнца можно наблюдать по непрерывному

изменению положения Солнца на небе: изменяются полуденная высота Солнца

(неодинаковая на разных широтах) и положение мест восхода и захода.

Чтобы найти горизонтальный угол восхода и захода Солнца, на открытом участке

устанавливают шест высотой около 2 м. Вокруг него с помощью трехметровой

веревки вычерчивают окружность, на которой колышками фиксируют точки

восхода I и захода Солнца. С помощью горизонтального угломера, например

буссоли, определяют азимуты этих точек. На основе полученных данных

вычерчивают искомый угол.

Основная причина изменения высоты полуденного Солнца над горизонтом и смены

времен года — наклон земной оси к плоскости орбиты под углом 66° 33'.

Особенности годового обращения Земли вокруг Солнца можно хорошо

продемонстрировать с помощью теллурия.

21 марта и 23 сентября солнечные лучи в полдень падают отвесно над экватором,

равномерно освещая оба полушария. Это дни весеннего и осеннего равноденствий.

22 июня — день летнего солнцестояния: солнечные лучи в полдень падают отвесно

над параллелью 23° 27' с. ш., которая называется Северным тропиком. На

параллели 66° 33' с. ш. в этот день Солнце не заходит за горизонт и там царит

полярный день. Эта параллель называется Северным полярным кругом. 22 декабря

— день зимнего солнцестояния: солнечные лучи в полдень падают отвесно на

Южный тропик (23° 27' ю. ш.); на Южном полярном круге (66° 33' ю. ш.) стоит

полярный день, а на Северном — полярная ночь. В это время к северу от

Северного полярного круга устанавливается полярная ночь, а к югу от Южного

полярного круга — полярный день.

Так как тропики и полярные круги являются границами смены режима освещения

земной поверхности в течение года, то их принимают за границы световых поясов

на Земле. Между тропиками расположен тропический световой пояс, от тропиков

до полярных кругов — два умеренных световых пояса, от полярных кругов До

полюсов — два полярных световых пояса.

На Северном полюсе Солнце появляется из-за горизонта 21 марта и поднимается

все выше и выше над горизонтом, а 22 июня достигает наибольшей полуденной

20

высоты в 23,5°. Затем Солнце по спирали опять начинает опускаться и 23 сентября

уходит за горизонт на полгода.

На экваторе круглый год день равен ночи. Двигаясь по спирали с юга на север и

обратно, Солнце два раза в году в дни равноденствий восходит в точке востока и

заходит в точке запада. В эти дни в полдень оно всегда в зените. В остальные дни

точки восхода и захода Солнца сдвинуты: зимой — к югу, летом — к северу от

точек востока и запада. В дни солнцестояний (22 июня и 22 декабря) этот сдвиг

самый большой и составляет 23,5°.

В средних широтах Солнце проходит через точки востока и запада только в дни

равноденствий. Зимой точки его восхода и захода постепенно смещаются к северу

на 23,5°, а летом — к югу на 23,5°. В зените Солнце никогда не бывает, а его

высота в течение года изменяется на 47°. Это влияет на продолжительность дня:

наибольшей она бывает в день летнего солнцестояния, наименьшей — в день

зимнего солнцестояния.

Ключевые понятия и термины: доказательства орбитального движения Земли

(наличие годичных параллаксов у звезд, годичное аберрационное смещение звезд,

аберрация), протяженность земной орбиты, перигелий, афелий, звездный или

сидерический год, солнечный или тропический год, наклон оси вращения земного

шара к плоскости орбиты Земли, высота полуденного Солнца в Северном

полушарии, высота полуденного Солнца в Южном полушарии, день весеннего и

осеннего равноденствия, день летнего солнцестояния, день зимнего

солнцестояния, тропики, полярные круги, формула расчета угла падения

солнечных лучей, световые пояса (пояса освещѐнности): тропический пояс,

умеренный пояс, полярный пояс. Календарь (или летоисчисление), географические

следствия орбитального движения Земли, прецессия, нутация земной оси.

Геофизические поля Земли.

Вопросы для рассмотрения: 1. Магнитное поле Земли, гипотезы его образования. 2. Структура магнитного поля Земли. Магнитные и геомагнитные полюсы. 3. Магнитные аномалии, их виды, причины образования. Влияние Солнца на

магнитное поле Земли.

4. Магнитосфера, ее строение. Роль магнитосферы в жизни географической оболочки.

5. Образование радиационных поясов, магнитные бури. 6. Изменения магнитного поля Земли. Миграция магнитных полюсов. Инверсии. 7. Гравитационное поле Земли. Формирование поля силы тяжести. Изменение

силы тяжести у поверхности и с удалением от нее. Нормальное и аномальное

поле. Роль силы тяжести в географической оболочке.

Земля обладает магнитным полем, существование которого объясняется распадом

радиоактивных элементов внутри ядра и широко известно по действию на стрелку

21

компаса, всегда стремящуюся стать параллельно силовым линиям магнитного поля

Земли. Она указывает не на географический, а на магнитный полюс. Сила

магнитного поля характеризуется его напряженностью. За единицу

напряженности магнитного поля обычно принимают эрстед (Э), т.е.

напряженность такого магнитного поля, которое на единичную магнитную массу

действует с силой в одну дину. Дина – 105 ньютонов. Ньютон (Н или N) – сила,

сообщающая телу массой в 1 кг ускорение 1 м/сек2 в направлении действия силы.

Для измерения слабых полей употребляется более мелкая единица – гамм (). 1 Э =

100000 . В Международной системе единиц СИ за единицу напряженности

магнитного поля принимают ампер на метр (А/м). 1 А/м = 410-3

Э. Линии равного

напряжения магнитного поля – изодинамы.

Магнитосфера – область пространства, где величина геомагнитного поля

превышает значение постоянного межпланетного магнитного поля. Магнитосфера

задерживает потоки солнечных заряженных частиц, называемых плазмой, или

солнечным ветром. Угол, который образует стрелка компаса с северным

направлением географического меридиана или истинным направлением на север,

называется магнитным склонением. Одинаковые величины склонений соединены

на ней линиями, которые называются изогонами.

Линии, соединяющие точки с одинаковым наклонением – изоклины. Точки, в

которых наклонение равно 900, называются магнитными полюсами Земли. При

этом магнитный полюс, ближайший к северному географическому полюсу,

называется северным, а ближайший к южному – южным. Магнитные полюсы не

совпадают с географическими. Заметим, что, с точки зрения физики, их надо было

бы назвать наоборот. Полюсы не остаются на месте. Они движутся. Если бы

магнитосфера у Земли отсутствовала, то потоки солнечного и звездного ветра, не

встречая сопротивления, устремились бы к поверхности земли и оказывали

губительное воздействие на все живые существа, включая и человека. Под

влиянием магнитного поля изменяются свойства воды (вязкость,

электропроводность, поверхностное натяжение). Магнитосфера препятствует

губительному воздействию космических излучений и, таким образом, выполняет

роль броневой защиты биосферы от заряженных частиц.

Высокоэнергичные частицы образуют вокруг Земли гигантские пояса, которые

получили название радиационных. Эти пояса подразделяются на внешний

электронный и внутренний протонный или плазмосферу.

Вследствие тяготения вокруг каждой материальной частицы или тела возникает

область – поле тяготения или гравитационное поле. Гравитационное поле обладает

тем свойством, что на каждую попавшую в это поле частицу действует вполне

определенная по величине и направлению сила. От полюсов к экватору

напряженность гравитационного поля равномерно уменьшается приблизительно на

0,6% от полной силы. При удалении вверх от земной поверхности притяжение

убывает, на расстоянии 40000 км над экватором оно равно 0.

22

Ключевые понятия и термины: магнитное поле, магнитный полюс,

напряженность магнитного поля, эрстед, гамм, изодинамы гипотеза Уильяма

Гильберта, геомагнитное поле, магнитосфера, магнитное склонение

(положительное и отрицательное), изогоны, наклонение (положительные и

отрицательные), изоклины, инверсия магнитного поля, постоянное (главное) и

переменное магнитные поля Земли, эквивалентное магнитное диполе,

геомагнитная ось, геомагнитные полюса, поле аномалий,

локальные, региональные и мировые аномалии, вековая вариация среднегодовых

значений элементов магнитного поля, регулярные вариации, нерегулярные

возмущения магнитного поля, магнитные бури, локальные возмущения магнитного

поля, перманентные возмущения, полярные сияния, солнечный ветер, ударная

волна, фронт ударной волны магнитосферы, магнитный хвост, плазменный слой,

граница магнитосферы, полярные сияния, нейтральный слой и «щели»,

магнитопауза, магнитная полость (переходный слой), радиационные пояса

(внешний электронный и внутренний протонный или плазмосфера), тяготение,

гравитационное поле, напряженность гравитационного поля, нормальное

гравитационное поле, аномалия силы тяжести, изостазия, изаномалы.

Атмосфера как одна из геосфер географической оболочки и процессы,

происходящие в ней

Состав и строение атмосферы.

Вопросы для рассмотрения: 1. Постоянные и переменные составляющие. 2. Основные свойства атмосферы и изменение их с высотой. Понятие о гомо- и

гетеросфере.

3. Строение и основные свойства слоев. Современные представления о границе. Взаимодействие с другими земными оболочками и с Космосом.

4. Происхождение земной атмосферы. Сравнение земной атмосферы с атмосферами других планет.

5. Глобальные геоэкологические проблемы, современные исследования атмосферы.

Под земной атмосферой мы подразумеваем воздушную оболочку нашей планеты.

Атмосферный воздух – это сложная смесь газов. На 99,9% он состоит из азота N2,

кислорода O2 и благородных газов (аргона Ar, Неона Ne, Гелия He, Криптона Kr,

Водорода H2). Содержание этих газов в воздухе практически постоянно. К

переменным компонентам атмосферы относятся вещества, содержащиеся в ней в

варьирующих количествах, в зависимости от ряда обстоятельств (извержения

вулканов, в результате биологических процессов, территории с промышленными

предприятиями, близость моря). Это диоксид углерода (от 0,02 до 0,04%) и

водяной пар (его содержание местами достигает 3%). В воздухе могут находиться

23

также метан CH4, водород H2, аммиак NH3, сероводород H2S, оксиды азота NO и

NO2, озон O3 и другие газы. Кроме того, в нижних слоях атмосферы есть большое

количество взвешенных твердых и жидких частиц, образующих аэрозоли – пыль,

дым, туман.

Исключительный состав атмосферы формировался параллельно с развитием Земли

в специфических, только ей присущих космических условиях: гравитационное

поле, удерживающее большую массу воздуха, магнитное поле, предохраняющее ее

от солнечного ветра, и вращение планеты, обеспечивающее благоприятный

тепловой режим, выделение газов из коры и мантии, улетучивание в космическое

пространство, реагирование с водой гидросферы и минералами литосферы,

расщепление молекул газа солнечной радиацией и, главное на современном этапе,

биохимические реакции поглощения и выделения газов организмами. Атмосфера

по составу основных газов считается однородной (т.к. хорошо перемешана) только

в нижнем 94-километровом (до 120 км.) слое, называющемся гомосферой; выше

находится гетеросфера, в которой содержание легких газов возрастает, а тяжелых

— уменьшается; газы там, в значительной степени ионизированы или находятся в

атомарном состоянии, то есть их молекулы диссоциированы.

Кислород. Главным источником свободного О2 служит вода. А. П. Виноградов

(1959, 1962) показал, что в атмосфере господствует кислород, образующийся при

разложении растениями воды, а не из углекислого газа.

Роль свободного кислорода в природе исключительно велика. Его наличие

необходимо для второго (после фотосинтеза), жизненного, акта — дыхания. За счет

кислорода организмы получают энергию, необходимую для выполнения

биологических функций. Кислород входит в состав белков, жиров и углеводов, из

которых состоят организмы.

Атмосфера содержит приблизительно 1015 т кислорода. Столько же его проходит

через живое вещество: животные поглощают кислород и выделяют углекислый газ,

а растения вновь разлагают СО2, возмещая убыль кислорода. Два