Глава 2. Земля — планета Солнечной системы

Максаковский В.П., Петрова Н.Н., Физическая и экономическая география мира. — М.:Айрис-пресс, 2010. — 368с.:ил.

§ 1. Форма и размеры Земли

Солнечная система состоит из центрального светила — Солнца, 9 больших планет, обращающихся вокруг него, их спутников, множества комет и астероидов, а также пыли, газов и мелких частиц.

Солнце является центральным и самым большим объектом Солнечной системы, оно удерживает вокруг себя все остальные объекты. Солнце превосходит Землю в 109 раз по размерам и в 330 тысяч раз по массе. По приблизительным подсчетам, около 70% массы Солнца составляет водород, 28% — гелий, оставшееся (около 2%) приходится на все другие элементы. Согласно современным представлениям, основным источником энергии, вырабатываемой Солнцем, являются термоядерные реакции, в основном реакция превращения водорода в гелий, при которой выделяется очень много энергии.
В Солнечную систему входит 9 больших планет: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун и Плутон.

Схема солнечной системы

Планеты можно разделить на две группы. Дальние от Солнца планеты — Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун и Плутон получили название планеты-гиганты. Диаметр Юпитера — 143 тыс. км, а его масса более чем в 300 раз превышает массу Земли. Эти планеты состоят из газа, в основном из водорода и гелия, подобно Солнцу и другим звездам, вследствие чего плотность их сравнительно невелика (у Сатурна она даже меньше плотности воды). Планеты-гиганты не имеют твердой поверхности. Для них характерно наличие большого числа спутников, причем среди них встречаются довольно большие, сравнимые по размерам даже с Меркурием.

Другая группа планет, находящихся наиболее близко к Солнцу, — это планеты земной группы — Меркурий, Венера, Земля и Марс. Все эти планеты состоят из тяжелых химических элементов, имеют высокую плотность и твердую поверхность.
Наряду с крупными телами в Солнечной системе имеется огромное количество малых космических тел: «карликовые планеты», астероиды, кометы, метеориты, пыль и газы.
Планета Земля имеет шарообразную форму. Впервые высказал гипотезу о шарообразности Земли древнегреческий ученый Пифагор. Но доказать это и тем более определить радиус Земного шара удалось значительно позже. Сделал это известный египетский математик и географ Эратосфен. В течение последующих столетий ученые пытались определить радиус Земли более точно. Удалось это лишь в 1669 г. Жану Пикару.
Градусные измерения радиуса Земли проводились разными учеными и на разных широтах. Результаты были таковы, что радиус Земли в разных местах получался различным. Тогда ученые пришли к выводу, что Земля сплюснута и ее полярный радиус на целых двадцать с лишним километром меньше экваториального.

Таблица 3

                                    Общие сведения о Земле

  Среднее расстояние от Земли до Луны     384 400 км
  Период оборота Земли вокруг своей оси (звездные сутки)     23 ч 56 мин 4 с
  Период обращения Земли вокруг Солнца (тропич. год)     365 сут 5 ч 48 мин 46 с
  Ср. скорость движения Земли по орбите     29,765 км/с или 100000 км/ч
  Масса Земли     6- 1027 г
  Объем Земли     1,083- 1012 км3
  Экваториальный радиус Земли     6378,2 км
  Полярный радиус Земли     6356,9 км
  Ускорение силы тяжести на полюсе     983 см/с2
  Ускорение силы тяжести на экваторе     978 см/с2
  Наклон земного экватора к орбите     23°27′
  Средний радиус     6371 км
  Длина экватора     Около 40000 км
  Площадь поверхности Земли     509494365 км2
  Площадь поверхности суши     29,2% всей поверхности Земли
  Площадь водной поверхности     70,8% всей поверхности Земли
  Наклон оси к плоскости орбиты     66,5°
  Покрыто вечными снегами и льдом     Около 0,1 % суши
  Вода во всех ее формах     Около 0,024% массы Земли
  Угловая скорость вращения Земли     15,041 с
  Температура поверхности     от -96 °С до +70 °С
Такая форма Земли соответствует фигуре, которая получается путем вращения эллипса вокруг его малой оси. В геометрии она называется сфероидом или эллипсоидом вращения. Однако истинная форма Земли сложнее из-за неоднородного строения недр. Известный ученый В. И. Вернадский назвал такую форму геоид («землеподобный»). Геоид — это фигура, поверхность которой всюду перпендикулярна направлению силы тяжести. Поверхность геоида совпадает с уровнем Мирового океана.
В настоящее время с помощью космических методов исследования ученые с достаточной степенью точности могут составить модель поверхности Земли, которую по форме иногда сравнивают с обкусанным яблоком, подчеркивая при этом неоднородность ее поверхности.
Полярный радиус Земли составляет 6357 км, а экваториальный — 6378 км, т. е. больше полярного на 21 км (рис. 10 на с. 18).
Две точки, через которые проходит воображаемая ось Земли, называются полюсами. Их два — Северный и Южный. На одинаковом расстоянии от полюсов проведена окружность — экватор. К северу от экватора — Северное полушарие, к югу — Южное. Длина экватора составляет немногим более 40000 км.
§ 2. Движения Земли и их географические последствия

Вращение Земли вокруг своей оси. Наблюдая за Солнцем, люди заметили, что через определенное время повторяется восход и заход Солнца. Промежуток времени между двумя восходами (или заходами) называется сутками. Земля совершает полный оборот вокруг своей оси с запада на восток за 24 часа, т. е. за сутки.

Солнце постоянно освещает Землю, однако во время своего движения Земля подставляет Солнцу то один бок, то другой. На освещенной Солнцем стороне бывает день, на противоположной в это время — ночь.
Скорость движения планет вокруг Солнца зависит, в первую очередь, от положения их орбит. Чем дальше находится планета от Солнца, тем больше ее орбита, тем длиннее ее год. Например, год на Юпитере продолжается почти 12 земных лет, на Сатурне — почти 30. Самая далекая планета Солнечной системы Плутон делает один оборот вокруг Солнца за 248 земных лет. Земля — третья по счету планета в Солнечной системе. Она совершает один оборот вокруг Солнца за 365 дней 6 часов 9 минут и 9 секунд. Для удобства считают, что в году 365 дней, а через каждые четыре года, когда из шести часов «накопятся» 24 часа, в году бывает 366 дней. Этот год называется високосным, а один день прибавляется к февралю.
Путь Земли вокруг Солнца — земная орбита — имеет форму эллипса. Среднее расстояние от Земли до Солнца 149,6 млн км.
Ось вращения Земли наклонена к плоскости земной орбиты под углом 66,5°. Благодаря обращению Земли вокруг Солнца и постоянному наклону земной оси на нашей планете сменяются времена года и существуют пояса освещенности. Наблюдения показывают, что в нашу эпоху положение планеты в Солнечной системе практически не менялось и земной год — величина достаточно постоянная.
Смена времен года. Рисунок 14 показывает, как изменяется освещенность поверхности Земли в ходе ее движения вокруг Солнца в разное время года. Летом Северное полушарие как бы повернуто к Солнцу, а зимой — наоборот. 23 сентября и 21 марта — дни осеннего и весеннего равноденствия, когда Солнце одинаково освещает оба полушария Земли. В этот день и в Северном и в Южном полушарии день равен ночи. 22 декабря — день зимнего солнцестояния: самый короткий день и самая длинная ночь в Северном полушарии. Земля обращена к Солнцу своим Южным полушарием. Там лето. У нас зима.
Тропики (от греч. tropicos — круг поворота) — географические параллели, отстоящие к северу и к югу от экватора на 23° 27′.
22 декабря, в день зимнего солнцестояния, Солнце находится в полдень в зените для мест, лежащих на Южном тропике (тропик Козерога).
Падение солнечных лучей на земную поверхность и освещение Земли

22 июня — день летнего солнцестояния, когда самый длинный день и самая короткая ночь в Северном полушарии. В этот день Солнце в зените наблюдают жители мест, расположенных на Северном тропике (тропик Рака). В Южном полушарии в это время зима.

Полярные круги — географические параллели, отстоящие к северу и к югу от экватора на 66° 33′. Они являются границами зон полярных ночей и полярных дней.
Полярная ночь может длиться в полярных поясах от 1 суток на широте Северного или Южного полярных кругов до 178 суток на Северном или Южном полюсах. Во время полярной ночи Солнце не появляется над горизонтом. В Северном полушарии на широте Северного полярного круга этот период начинается 22 декабря, а в более высоких широтах — раньше.
Полярный день — это период, когда Солнце не спускается за горизонт. Чем дальше от полярного круга к полюсу, тем длиннее полярный день. На широте полярного круга он длится 1 сутки, а на полюсе — 189 суток. В Северном полушарии на широте Северного полярного круга полярный день начинается 22 июня.
Аналогичное явление наблюдается в Южном полушарии, но в другое полугодие.

                                                 Пояса освещенности.

Вследствие наклона оси вращения Земли к плоскости орбиты и обусловленных этим различий в освещенности ее поверхности Солнцем, на нашей планете образовались пять поясов освещенности, ограниченных тропиками и полярными кругами. Они отличаются продолжительностью дня и тепловыми условиями.

Жаркий пояс лежит между тропиками, по обе стороны от экватора, и занимает около 40% земной поверхности. В этом поясе Солнце по одному разу в год (в дни солнцестояния) бывает в зените над каждым из тропиков. На экваторе день всегда равен ночи.
Два умеренных пояса расположены между тропиками и полярными кругами. Солнце в них никогда не бывает в зените. В течение суток обязательно происходит смена дня и ночи, причем продолжительность их зависит от широты и времени года. Умеренные пояса занимают 52% земной поверхности.
Два холодных пояса — к северу от Северного полярного круга и к югу от Южного полярного круга — характеризуются наличием полярных дней и ночи. Их площадь — 8 % земной поверхности. Пояса освещенности составляют основу климатической зональности Земли и природной зональности вообще.
§ 3. Геологическая история Земли

Земля, согласно современным представлениям, имеет возраст 4,5 — 5 млрд лет. В истории ее возникновения выделяют планетарный и геологический этапы.

Геологический этап — последовательность событий в развитии Земли как планеты с момента образования земной коры. В ходе него возникали и разрушались формы рельефа, происходили погружение суши под воду (наступление моря), отступание моря, оледенения, появление и исчезновение различных видов животных и растений и т.д.
Ученые, пытаясь восстановить историю планеты, изучают пласты горных пород. Все отложения они делят на 5 групп, выделяя следующие эры: архейскую (древнейшую), протерозойскую (раннюю), палеозойскую (древнюю), мезозойскую (среднюю) и кайнозойскую (новую). Граница между эрами проходит по крупнейшим эволюционным событиям. Последние три эры делят на периоды, поскольку в этих отложениях останки животных и остатки растений сохранились лучше и в большем количестве.
Каждой эре свойственны события, оказавшие решающее влияние на современный рельеф.
Архейская эра отличалась бурной вулканической деятельностью, в результате которой на поверхности Земли оказались магматические гранитсодержащие породы — основа будущих материков. В то время Землю населяли лишь микроорганизмы, которые могли жить без кислорода. Предполагают, что отложения той эпохи покрывают практически сплошным щитом отдельные участки суши, в них много железа, золота, серебра, платины и руд других металлов.
В протерозойскую эру вулканическая активность также была высока, образовались горы так называемой бай- кальской складчатости. Они практически не сохранились и представляют собой сейчас лишь отдельные небольшие поднятия на равнинах. В этот период планету населяли сине-зеленые водоросли и простейшие микроорганизмы, возникли первые многоклеточные. Протерозойские пласты горных пород богаты полезными ископаемыми: железными рудами и рудами цветных металлов, слюдой.
В начале палеозойской эры образовались горы каледонской складчатости, что привело к сокращению морских бассейнов и возникновению значительных участков суши. В виде гор сохранились лишь отдельные хребты Урала, Аравии, Юго-Восточного Китая и Центральной Европы. Все эти горы невысокие, «изношенные». Во второй половине палеозоя образовались горы герцинской складчатости. Эта эпоха горообразования была более мощной, возникли обширные горные массивы на территории Западной Сибири и Урала, Монголии и Маньчжурии, большей части Центральной Европы, восточного побережья Северной Америки и Австралии. Сейчас они представлены невысокими глыбовыми горами. В палеозойскую эру Землю заселяют рыбы, земноводные и пресмыкающиеся, среди растительности преобладают водоросли. Основные месторождения нефти и каменного угля возникли именно в этот период.
Мезозойская эра началась с периода относительного спокойствия внутренних сил Земли, постепенного разрушения созданных ранее горных систем и погружения под воду сглаженных равнинных территорий, например большей части Западной Сибири. Во второй половине эры образовались горы мезозойской складчатости. В это время появились обширные горные страны, которые и сейчас имеют облик гор. Это Кордильеры, горы Восточной Сибири, отдельные участки Тибета и Индокитая. Землю покрывала буйная растительность, которая постепенно отмирала и перегнивала. В условиях жаркого и влажного климата шло активное образование болот и торфяников. Это была эпоха динозавров. Гигантские хищные и травоядные животные распространились практически по всей планете. В это время появились и первые млекопитающие.
Кайнозойская эра длится по сей день. Ее начало было ознаменовано ростом активности внутренних сил Земли, приведшим к общему поднятию поверхности. В эпоху альпийской складчатости возникли молодые складчатые горы в пределах Альпийско-Гималайского пояса и приобрел современные очертания материк Евразия. Помимо этого, произошло омоложение древних горных массивов Урала, Аппалачей, Тянь-Шаня, Алтая. Резко изменился климат на планете, начался период мощных покровных оледенений. Наступающие с севера покровные ледники изменили рельеф материков Северного полушария, сформировав холмистые равнины с большим количеством озер.
Всю геологическую историю Земли можно проследить по геохронологической шкале — таблице геологического времени, показывающей последовательность и со-подчиненность основных этапов геологии, истории Земли и развития жизни на ней (см. табл. 4 на с. 46-49). Читать геохронологическую таблицу следует снизу вверх.

                                     Вопросы и задания для подготовки к экзамену

1. Объясните, почему на Земле наблюдаются полярные дни и ночи.
2. Какими были бы условия на Земле, если бы ось ее вращения не была наклонена к плоскости орбиты?
3. Смену времен года на Земле определяют две главные причины: первая — это обращение Земли вокруг Солнца; назовите вторую.
4. Сколько раз в году и когда Солнце бывает в зените над экватором? Над Северным тропиком? Над Южным тропиком?
5. В какую сторону отклоняются в Северном полушарии постоянные ветры и морские течения, движущиеся в меридиональном направлении?
6. Когда в Северном полушарии наблюдается самая короткая ночь?
7. Чем характеризуются дни весеннего и осеннего равноденствия на Земле? Когда они наступают в Северном и Южном полушариях?
8. Когда бывают дни летнего и зимнего солнцестояния в Северном и Южном полушариях?
9. В каких поясах освещенности расположена территория нашей страны?
10. Перечислите геологические периоды кайнозойской эры, начиная с самого древнего. 

Таблица 4
                                           Геохронологическая шкала
  Эры (продолжительность — в млн лет)     Периоды (продолжительность в млн лет)     Главнейшие события истории Земли     Характерные полезные ископаемые, образовавшиеся в данное время
  1   2   3   4
  Кайнозойская 70 млн лет     Четвертичный 2 млн лет (Q)     Общее поднятие суши. Неоднократные покровные оледенения, особенно в Северном полушарии. Появление человека     Торф, россыпные месторождения золота, алмазов, драг, камней
    Неогеновый 25 млн лет (N)     Возникновение молодых гор в областях альпийской складчатости. Омоложение гор в областях всех древних складчатостей. Господство цветковых растений     Бурые угли, нефть, янтарь
    Палеогеновый 41 млн лет  (Р)     Разрушение гор мезозойской складчатости. Широкое развитие цветковых растений, птиц и млекопитающих     Фосфориты, бурые угли, бокситы
  Мезозойская 165      млн лет                                                                                                                                                                                                                                               Меловой 70 млн лет (К)                                                                                                                                                                                                                                                                              Возникновение молодых гор в областях мезозойской складчатости. Вымирание гигантских пресмыкающихся (динозавров). Развитие птиц и млекопитающих      Нефть, горючие сланцы, мел, уголь, фосфориты                                                                                                     
   Юрский 50 млн лет (J)     Образование современных океанов. Жаркий и влажный климат на большей части суши. Расцвет гигантских пресмыкающихся (динозавров). Господство голосеменных растений     Каменные угли, нефть, фосфориты
    Триасовый 40 млн лет (Т)     Наибольшее за всю историю Земли отступание моря и поднятие суши. Разрушение гор каледонской и гер- цинской складчатостей. Обширные пустыни. Первые млекопитающие     Каменные соли
  1   2   3   4
  Палеозойская  330 млн лет     Пермский 45 млн лет (Р)     Возникновение молодых складчатых гор в областях герцинекой складчатости. Сухой климат на большей части суши. Появление голосеменных растений     Каменные и калийные соли, гипсы
Каменноугольный 65 млн лет (С)     Жаркий и влажный климат на большей части суши. Широкое распространение болотистых низменностей в прибрежных районах. Леса из древовидных папоротников. Первые пресмыкающиеся, расцвет земноводных     Каменный уголь, нефть
    Девонский 55 млн лет (р)     Жаркий климат на большей части суши. Первые пустыни. Появление земноводных. Многочисленные рыбы     Соли, нефть
    Силурийский 35 млн лет (S)     Возникновение молодых складчатых гор в областях каледонской складчатости. Первые наземные растения (плауны и папоротники)    
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            Ордовикский 60 млн лет (О)                                                                                                                                Уменьшение площади морских бассейнов. Появление первых наземных  беспозвоночных                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        
    Кембрийский 70 млн лет     Возникновение молодых гор в областях байкальской складчатости. Затопление обширных пространств морями. Расцвет морских беспозвоночных животных     Каменная соль, гипс, фосфориты
  Протерозойская эра 600 млн лет     Начало байкальской складчатости. Мощный вулканизм. Развитие бактерий и сине-зеленых водорослей     Железные руды, слюда, графит
    Архейская эра 900 млн лет     Формирование материковой земной коры. Напряженная вулканическая деятельность. Время примитивных одноклеточных бактерий     Руды
Максаковский В.П., Петрова Н.Н., Физическая и экономическая география мира. — М.:Айрис-пресс, 2010. — 368с.:ил.

Добавить комментарий