ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 30.09.2020
Просмотров: 6085
Скачиваний: 505
полученные при изучении пород, взятых на разных материках,
очень различны (рис. 21). Объяснить это легче всего было бы
дрейфом материков, а не перемещением полюсов.
Северный и южный магнитный полюсы, очевидно, неодно
кратно менялись местами (менялась полярность геомагнитного
поля). Продолжительность периодов, в течение которых сохра
нилась одна полярность, за последние 10—20 млн. лет составляла,
как предполагают, около 0,7 млн. лет, раньше (300—500 млн. лет
назад) — 5—10 млн. лет.
Кроме изменений магнитного поля, вызванных внутренними
причинами, есть изменения, связанные с деятельностью Солнца.
Они как бы накладываются на постоянное геомагнитное поле,
образуя переменное магнитное поле. Быстрые вариации магнит
ного поля имеют периоды от долей секунды до нескольких дней.
Они регистрируются самопишущими приборами. К периодическим
быстрым вариациям относятся солнечно-суточные (период — сол
нечные сутки) и лунно-суточные (период — половина лунных су-у
ток). Величина обеих вариаций зависит от широты места и от сезона
(зимой амплитуда их меньше, чем летом). Есть много типов микро
пульсаций — колебаний с периодом не более нескольких секунд.
Среди нерегулярных возмущений геомагнитного поля наибо
лее известны и интересны
магнитные бури.
Магнитные бури на
чинаются на всей Земле и длятся обычно несколько дней.
Сильные магнитные бури бывают примерно раз в год, менее силь
ные — несколько раз в месяц. Замечена тенденция к 27-дневной
повторяемости. Причина магнитных бурь — воздействие корпуску
лярного излучения Солнца, особенно сильное во время солнечных
вспышек, на магнитное поле Земли. Магнитные бури сопровож
даются полярными сияниями, ухудшением радиосвязи на корот
ких волнах и другими явлениями. Механизм возникновения w
магнитных бурь еще далеко неясен.
Исследования магнитного поля при помощи ракет и спутни
ков доказали, что с удалением от Земли его неоднородности по
степенно сглаживаются и оно медленно убывает. На дневной
стороне граница геомагнитного поля с магнитным полем межпла
нетного пространства — граница магнитосферы — довольно рез
к а я
1
. Магнитосфера несимметрична (рис. 22). Форма ее обуслов
лена воздействием солнечного ветра, который, наталкиваясь на
препятствие в виде магнитного поля Земли, обтекает его. Но при
этом на расстоянии 2—4
R
от границы магнитосферы возникает
ударная волна
2
. Солнечная плазма, проходя через нее, уплотняется,
замедляет движение и нагревается (кинетическая энергия пере
ходит в тепловую). Пространство между ударной волной и гра
ницей магнитосферы заполнено этой плазмой. Под ее давлением
1
Граница магнитосферы установлена по наблюдениям с помощью спут
ников.
ад — радиус Земли,
62
Ударная волна
Область
возмущений
-Расстояние в радиусах Земли
Рис. 22. Магнитосфера
геомагнитное поле сжимается до тех пор, пока это давление не
уравновесится давлением магнитного поля. Чем сильнее солнеч
ный ветер, тем больше сжимается магнитосфера, и наоборот. По
этому размеры магнитосферы резко изменяются. При скорости
солнечного ветра 500 км/сек граница магнитосферы на дневной
стороне на расстоянии около 10
R
от центра Земли. На ночной
стороне под влиянием солнечного ветра магнитные силовые ли
нии, идущие от полюсов, вытягиваются почти параллельно друг
ДРУГУ; образуя хвост магнитосферы. Диаметр хвоста около 40
R,
длина неизвестна (возможно, около 900
R
или 5,6 млн. км) '.
Солнечная плазма если и просачивается в магнитосферу, то
в очень малом количестве. Однако в магнитосфере есть нейтраль
ные области, разделяющие силовые линии в наружной части
дневной стороны и в хвосте (рис. 22), и в эти области горячая
плазма может прорываться.
В магнитосферу проникают космические лучи (электроны,
протоны, ядра тяжелых элементов). Для заряженных частиц
магнитосфера оказывается ловушкой. Попав в нее, частицы на
чинают двигаться вдоль магнитных силовых линий («накручи
ваясь» на. них), из полушария в полушарие до так называемых
1
Луна пересекает магнитный хвост Земли через каждые 24,2 суток и
находится в нем около 3 суток.
62
зеркальных (отражающих) точек, туда и обратно миллиарды
и миллионы раз. При этом электроны смещаются вдоль парал
лелей (дрейфуют) к востоку, протоны — к западу. На путь от
зеркальной точки в одном полушарии до зеркальной точки в дру
гом затрачивается 0,1 —10 сек; дрейф вокруг Земли занимает
от нескольких минут до нескольких суток. Частицы, прочно удер
живаемые магнитосферой, называют
захваченной радиацией.
Захваченная радиация образует в магнитосфере область, называе
мую
радиационным поясом.
На экваторе внутренняя (нижняя)
граница этой области расположена на высоте 600—1000 км, внеш
няя (верхняя) — н а высоте 35000—50 000 км, на широтах ±65°
область заканчивается кольцом — зоной наибольшей повторяемо
сти полярных сияний. Радиационный пояс делят на внешний и
внутренний, хотя четкой границы между ними нет. Дело в том,
что в распределении электронов есть два устойчивых максимума
(электронные пояса), разделенных минимумами
1
. Максимум
протонов — один, на высоте 3500 км. Он образует протонный по*
яс, заметно влияющий на магнитное поле Земли.
В областях расположения зеркальных точек (области изме
нения движения частиц на обратное) наблюдается их опускание
до 100 км и ниже. Заряженные частицы выбывают («высыпа
ются») из области захваченной радиации. Энергия их тратится
на ионизацию и нагревание воздуха. Когда таких частичек мно
го и их поток энергии увеличивается до 3 эрг/см
2
сек, возникают
слабые полярные сияния, при энергии 10 эрг/см
2
сек — сияния
сильные. Известно, что в основном полярные сияния вызывают
ся электронами.
Магнетизм Земли может быть обусловлен либо намагничен
ностью земного вещества, либо системами электрических токов.
Намагниченным быть земное вещество не может из-за высокой
температуры. Намагниченность земной коры может создавать
только локальные и региональные аномалии. В настоящее время
считают, что причина земного магнетизма — электрические токи
в ядре. Причины перемещения вещества в ядре, обусловливающие
эти токи, пока неясны. Но с ними связаны и вековые вариации.
Электрические токи, существующие на границе магнитосферы, во
внешней части радиационного пояса, в ионосфере, вызываемые
внешними по отношению к Земле причинами, создают все быст
рые вариации в геомагнитном поле. Между всеми этими токами
существуют связи, осложняющие магнитное поле Земли.
Величина геомагнитного поля в сотни раз меньше величины
магнитного поля, возникающего, например, около обыкновенного
подковообразного магнита. Но геомагнитное поле имеет огромный
объем, энергия же поля пропорциональна объему. Значение
геомагнитного поля прежде всего в том, что оно предохраняет от
1
Внутренний пояс в настоящее время содержит много электронов, вы
делившихся при высотных ядерных взрывах.
64
космических излучений поверхность Земли, все живущее на ней.
Несомненно, оно воздействует на все земные процессы, но мера
и механизм этого воздействия еще неясны.
Известно, например, что под влиянием магнитного поля изме
няются свойства воды: вязкость, электропроводность, поверхност
ное натяжение. Возможно, именно поэтому очень чувствительна
к воздействию магнитных полей кровь. Есть уже много наблюде
ний над влиянием магнетизма на организмы, но общих выводов
пока еще нет.
ПОВЕРХНОСТЬ ЗЕМЛИ
На земной поверхности преобладает вода. Из 510 млн. км
2
она занимает 361 млн. км
2
, т. е. 71% всей площади. На долю
суши приходится только 149 млн. км
2
(29%).
В распределении воды и суши на Земле можно заметить ряд
особенностей. В северном полушарии суша занимает большую
площадь (39%), чем в южном (19%). Почти сплошное кольцо
суши в умеренных широтах северного полушария; меньше все
го суши — в умеренных широтах южного полушария (сплошное
водное кольцо); к северу и югу от 60° с. ш. площадь, занимаемая
сушей, уменьшается, к северу и югу от 60° ю. ш. — увеличива
ется. Северная полярная область занята водой, южная полярная
область — сушей. Если провести границу, внутри которой па
севере полностью разместится Северный Ледовитый океан, а на
юге — Антарктида, окажется, что она пройдет приблизительно
по 71° с. и ю. ш.
Все материки, кроме Антарктиды, сужаются к югу; почти
у всех на западе — большие заливы, вдающиеся в сушу, на во
стоке — выступы в сторону океана. С севера от широт с наиболь
шим распространением суши (60—70°) на юг материки прости
раются в общем в трех направлениях (тремя лучами). Южные
материки являются как бы продолжением северных материков,
всегда отделенных от них глубокими средиземными морями.
Легко заметить некоторое смещение южных матернков по сравне
нию с северными к востоку.
Особенности распределения воды и суши на земной поверхно
сти нельзя считать случайными. Они вызваны совместным воз
действием на формирование материков и океанов ряда внутрен
них и внешних по отношению к Земле процессов, сложно
переплетавшихся на протяжении 4—5-миллиардного периода су
ществования планеты. Однако полного общепринятого объяснения
этих особенностей еще нет.
Океан
един; из любой его точки можно попасть в любую
другую, не пересекая сушу. Единый Океан, называемый Миро
вым, условно делят на части — океаны. В настоящее время выде
ляются четыре океана (табл. 4).
3 Н. П. Неклюкова
06
Т а б л и ц а 4
Океаны
Тихий
Атлантический
Индийский
Северный Ледовитый
Площадь
(млн. км
г
)
179,67
93,36
74,91
13,10
Максимальная
глубина (и)
11022
9128
7450
5449
Средняя
глубина (м)
4028
3332
3897
1025
Первое научное деление Океана предложил голландский гео
граф Варений в 1650 г. Он выделил 5 океанов: Тихий, Атлан
тический, Индийский, Северный и Южный Ледовитые. Границы
Ледовитых океанов проводились по полярным кругам. Такое де
ление Океана сохранялось до XX в. Когда стало известно, что
внутри Южного полярного круга расположена Антарктида, Ю ж - '
ный Ледовитый океан перестали выделять. Целесообразность вы
деления Северного Ледовитого океана, при очень малых его раз
мерах (сравнительно с другими океанами), также вызвала сом
нения.
Вопрос о Северном Ледовитом океане обсуждался в 1912 г.
на Международном географическом конгрессе; решения не было
принято, но в некоторых странах, в том числе и в России, по ини
циативе 10. М. Шокальского Северный Ледовитый океан стали
именовать Полярным морем, относя его к Атлантическому океану.
Океанов на карте осталось три. Однако в 1935 г. Северный Ледо
витый океан, как совершенно особая часть Мирового океана, был
«восстановлен» и снова появился на изданных в Советском Со
юзе картах и в книгах.
Границы океанов не вызывают сомнений там, где они совпа
дают с берегами материков, а где проходят по водной поверхно
сти, почти всегда условны. Особенно трудно установить грани
цы между Атлантическим, Индийским и Тихим океанами в юж
ной их части (в пределах Южного океана). Условно их проводят
по меридианам мысов Игольного (Африка), Южного (о. Тасма
ния) и мыса Горн (Южная Америка, о. Горн) к Антарктиде.
Можно провести границы с учетом рельефа дна, но и они не могут
считаться бесспорными.
Граница Индийского и Тихого океанов на отрезке между Азией
и Австралией проходит от п-ва Малакка по внешней стороне дуги
Больших и Малых Зондских островов к Новой Гвинее и через
Торресов пролив к Австралии.
Северный Ледовитый океан граничит с Тихим по линии мыс
Дежнева (Азия) — м ы с Принца Уэльского (Северная Америка).
Граница Северного Ледовитого океана с Атлантическим более
сложная: она проходит от п-ва Лабрадор к Баффиновой Земле
(Гудзонов пролив и Гудзонов залив относятся к Северному Ле
довитому океану), а затем идет на восток через проливы Дейви
са к Гренландии, от Гренландии — к Исландии, далее к Фарер
ским островам и к мысу Стадланд на Скандинавском п-ве.
Современные исследования Антарктики и Мирового океана
привели многих ученых к выводу о большом своеобразии южной
его части. Появилось мнение о необходимости выделения Южного
океана, но уже совершенно в иных границах, чем раньше. За се
верную границу Южного океана предлагают принять хорошо вы
раженную зону сходимости полярных вод и вод умеренных
. широт — так называемый фронт антарктической конвергенции,
проходящий примерно между 50° и 60° ю. ш . ' .
Суша
разделена Океаном на 6 отдельных крупных частей —
материков
(континентов): Евразия, Африка, Северная Америка,
Южная Америка, Австралия, Антарктида — и множество мелких
частей — островов. Кроме понятия «материк», существует поня
тие «часть света» — материк или часть материка (например,
Европа) с прилегающими к нему островами. Понятие «часть све
та» возникло в связи с открытиями европейцами неизвестных
им раньше земель. Новооткрытые земли назвали Новым Светом
в отличие от ранее известного Старого Света.
Оба материка Америки составляют одну часть света, Евразия
же делится на две части — Европу и Азию. Всего частей света
шесть: Европа, Азия, Африка, Америка, Австралия, Аптарктида.
Если исторически деление Евразии на две части света обос
новано, то в природе провести между ними границу можно лишь
условно. Поэтому не удивительно, что разные ученые проводят
ее по-разному. Наиболее приемлема граница, проводимая по по
дошве восточного склона Уральского хребра, по реке Урал, по се
верному берегу Каспия и по Кумо-Манычской впадине к Черно
му морю. При таком делении весь Кавказ относится к Азии.
По размерам и по характеру поверхпости материки весьма
различны (табл. 6). Материк Евразия не только по площади
значительно превосходит каждый из пяти остальных материков,
но и отличается наиболее сложным характером поверхности.
Здесь расположены высочайшие горы Земли и глубочайшие
на поверхности суши депрессии. Каждый материк имеет свои
особенности, отличающие его от других; двух одинаковых матери
ков нет. Но вместе с тем существуют черты сходства в характере
поверхности материков. Для каждого из них и для суши в целом
характерно преобладание высот менее 1000 м и сравнительно не
значительное распространение высоких гор. Горы образуют по
яса, простирающиеся в направлениях, близких к направлению
меридианов и параллелей. Наибольшей высоты достигают вер
шины хребтов, расположенных около 30—40° с. и ю. ш.
Редакция Атласа Антарктики и президиум Всесоюзного географиче
ского общества условились принимать за границу Южного океана линию
соединяющую южные мысы трех материков: Африки, Австралии и Юж
ной Америки.
3*
m
Т а б л и ц а 5
Высота суши (м)
Площадь су
ши (млн. ьм
г
)
Глубина Океана (м)
Площадь
Океана
(млн. км
а
)
_ -3000
3000-2000
2000—1000
1000—500
500—200
500—0
И т о г о
6,0
10,0
24,0
27,0
33,0
49,0
0—200
200—1000
1000—2000
2000—3000
3000—4000
4000—5000
5000—6000
6000-11 022
28
15
15
24
71
119
84
5
149,0
361,0
Наглядное представление о соотношении площадей, занима
емых на Земле различными высотами и глубинами, дает
гипсо
графическая
'
кривая.
Гипсографическая кривая представляет со
бой диаграмму, построенную на основании данных, полученных
в результате измерений на картах изогипс (линий одинаковых
высот) и изобат (линий одинаковых глубин) площадей, занятых
различными высотами и глубинами.
На гипсографической кривой видно преобладание на суше
высот менее 1000 м, а в Океане — глубин от 3000 до 6000 м.
Высокие горы и глубоководные желоба занимают очень мало
места на Земле. Пользуясь гипсографической кривой, можно оп
ределить среднюю высоту суши, среднюю глубину Океана, по
ложение среднего уровня твердой земной поверхности и среднего
уровня истинной физической поверхности Земли:
Средняя высота суши 875 м. Средняя глубина Мирового
океана 3790 м. Уровень выравненной поверхности земной коры,
т. е. твердой поверхности без Океана, расположился бы на
2430 м ниже современного уровня Океана. Если выше этого
уровня поместить всю воду Океана, его уровень будет на 250 м
выше современного. Этот уровень принимают за средний уровень
физической поверхности Земли.
Гипсографическую кривую можно рассматривать как обоб
щенный профиль твердой земной поверхности, в котором отчет
ливо выделяются две ступени — материковая и океаническая. Пер
вая образована более легкими (гранитными) массами, вторая —
более тяжелыми (базальтовыми). Две ступени гипсографической
кривой отражают характерные черты строения земной поверхности.
Заметные изменения наклона кривой позволяют разделить ее
на несколько отрезков, соответствующих характерным ступе-
1 От греч. hipsos — высота, grapho — пишу.
6S
03
н
c S f f i S
« O S
ы
и
аз
о
о
а
я
в,
се
и
I
U
о
ч
а
а в
•чн О
7
4
О
«a s
% 2
ч «
: а
. в
ее .
t - с о . .
г
~ •- ; ;
« я _
< ^ ^ оз
) СО s f LO •
t ~ - <*Н t —
Г
sra
йг
Ч&й
и к
Ио
в
рн О. <и
о
а
о
hM § Рч
ь~ ^ l~- J
^_ го щ -о Я
g
M
I -a Р
ЬгН L~3 * fcf/"
Я
Я Я Я
. в . . .
в
зз м о
«
£
о
2-&S
Я ж
Р
14 X со
« С Е
: > з ^
щоо
ет
5с
Ог о
. со м
1-го -чн
ев
га Сс
S
£
еВ щ
оз
ч
а.
. о со
м в ^
§1
SfLi g gG g
-
фШ1
es;
и И
.. о
СТ.' О н
° ^ ОЗ
2 м
я я
Я g Я Я
я
и
о
о
оз
ОЗ
со
о
о
ю
о
со
о
о
о
Я
S3
Оо
о
О!
В
О
я.=5
о ,
я
я
О
Я S
=о оз
l g
ч
о
П
я *
I »
I о
Чоо
о •*
g °0
g o o
о
Рн
03
S -
н я
I
2
Яо
S C O
н
н
к
ОО
СО
Н
СЗ
к
со
о
Сн
<
о
и
a
2
8
CJ
о
CQ
, оз =a i
! Е- О И -
о и а
о
оз
о
ю
СО
о
о
о
«5 н о ^ ;
_ О Н О- :
О ь* i i m с
О о В CD Ей
1з!§§
я
CD И
Ч со
g o
в •*-<
в*
.
Я со
3 се
•* я
а
о
р-
сп
ф ел
я ч С" я
к 8 се я к
в м аз
с°
V
9 со
О
Г
g o О
• о g ° •
00 Ен о О СО
оз И g
я _ -и
o g
a g o
Ен О ^
°Ооо
чн 03 Я
Р я и
О О О
54
° о
о °
я s
* р
2 я
о
Р н О
н о
о см
I
о
в
о
в.
я
н
я
и
!
и
а
о,
ф
я
<
о
я
в
9
5
1
ffi
О.
ГН
о
и
<
03
и
а
в
Е
Сн
в
<
Рис. 23. Гипсографическая кривая Земли
ням высот и глубин: горам, возвышенностям, низменностям,
материковой отмели (шельфу), материковому склону, ложу (дну)
океана и глубоководным желобам (рис. 23).
Гипсографические кривые отдельных материков и отдельных
океанов имеют те же характерные особенности, что и соответству
ющие части гипсографической кривой для всей поверхности Земли.
Размещение воды и суши на земной поверхности, а также
характер поверхности материков относятся к числу важнейших
факторов, определяющих структуру географической оболочки.
Если шарообразная фигура и вращение Земли, при определен
ном положении ее оси в пространстве, обусловливают зональное
распределение солнечного тепла по земной поверхности (законо
мерное изменение его количества по направлению от экватора
к полюсам), а значит, и зональность в географической оболочке,
то неравномерное размещение воды и суши — причина наиболее
значительных отклонений в распределении тепла и влаги от зо
нального и возникновении наиболее крупных регионов (районов).
А Т М О С Ф Е Р А И К Л И М А Т Ы ЗЕМЛИ
Атмосфера
1
— воздушная оболочка Земли, самая внешняя из
земных оболочек, находящаяся в непрерывном взаимодействии
с остальными оболочками нашей планеты и постоянно испыты
вающая влияние Космоса, и прежде всего влияние Солнца.
СОСТАВ И СТРОЕНИЕ АТМОСФЕРЫ
Приблизительно 50% всей массы атмосферы сосредоточено
в нижнем 5-километровом ее слое, 7 5 % — в 10-километровом
и 90%—в 16-километровом. Выше 3000 км плотность атмос
феры
2
уже мало отличается от плотности межпланетного про
странства, но следы ее обнаружены на высоте более 10 000 км.
Чистый и сухой воздух на уровне моря представляет собой
механическую смесь нескольких газов. Основные их них: азот—
78,09%, кислород — 20,95%, аргон — 0,93%, углекислый газ —
0,03%. Содержание остальных газов: неона, гелия, метана, крип-
чтона, ксенона, водорода, озона, йода — ничтожно мало (менее
0,1%)
3
. Соотношение между главными составными частями ат
мосферы — азотом и кислородом — постоянно.
До высоты 100—120 км вследствие полного перемешивания
воздуха состав атмосферы однороден. Этот слой называют
гомо-
сферой,
в отличие от находящейся над ней
гетеросферы.
В гете-
росфере состав с высотой изменяется: до высоты 200—250 км
преобладают азот и кислород, от 200—250 км до 500—700 км —
атомарный кислород, выше — гелий и водород, причем положе
ние нижней границы их преобладания колеблется в зависимости
от солнечной активности.
1
От греч. atmos — пар и sphaira — шар.
2
Высоту 3000 км условно принимают за вертпюю границу атмосферы.
а
Процентное содержание газов дано по объему,
71