Ананьев. Земля - Полная Энциклопедия 2007. Ананьева Е. Г, Мирнова С. С
 Скачать 31.25 Mb.
|
|
Е.Г. АНАНЬЕВА, С.С. МИРНОВА Художники: Н. Краснова И. Парамыгин О. Левченко Москва 2007 УДК 550.3/551(031) ББК АН ау ч н ы й консультант Маккавеев Александр Николаевич кандидат географических наук, ведущий научный сотрудник Института географии РАНА 64 Ананьева Е. Г, Мирнова С. С. Земля. Полная энциклопедия / Е. Г. Ананьева, С. С. Мирнова; ил. Н. Красновой, И. Парамыгина, О. Левченко. — М Эксмо, 2007. — 256 с : ил. В книге Земля из серии Полная энциклопедия рассказывается об удивительной планете, на которой мы живём. Читатели познакомятся с особенностями происходящих на ней процессов. Многие рассмотренные темы соответствуют школьной программе по физической географии, а те, которые выходят за её пределы, послужат дополнительным материалом при подготовке к экзаменам. Яркие иллюстрации и увлекательные сюжеты о необычных явлениях природы непременно заинтересуют школьников и не оставят равнодушными всех, кто интересуется географией. УДК 550.3/551(031) ББК 26.21/26.3 ISBN 5-699-18925-4 © Е. Г. Ананьева, С. С. Мирнова, текст, 2006 © Н. Краснова, И. Парамыгин, О. Левченко, иллюстрации, 2006 © ООО Издательство «Эксмо», 2006 ДОРОГОЙ ЧИТАТЕЛЬ! Эта книга - о нашей планете, о том, как она живёт и по каким законам развивается. Вы узнаете много нового о тех явлениях природы, которые мы наблюдаем каждый день и о тех загадочных феноменах, которые случаются разв столетия. Вы поймёте, почему в ясный день небо голубое, а на закате - красное увидите, как образуются атмосферные вихри и разрушительные волны цунами узнаете, почему на нашей планете день чередуется с ночью и времена года сменяют друг друга. Как ведёт себя шаровая молния Почему на мачтах парусных кораблей зажигаются огни Святого Эльма? Есть ли глаза у тропических циклонов Как образуются облака и полярные сияния Почему в одних районах Земли безмолвные льды, а в других - знойные пустыни Как дают имена ураганам С какой силой давит на людей атмосфера Почему синие моря называются Белым, Красным, Чёр- ным и Жёлтым? Где происходят землетрясения и можно ли их предсказать Вот лишь некоторые вопросы, на которые Вы найдёте ответы на страницах этой книги. Далеко не все явления природы до конца исследованы учёными, и не на все вопросы можно суверенностью ответить. У планеты Земля есть множество загадок, которые ещё предстоит отгадать. Пусть эта книга окажется первой ступенькой знакомства с жизнью нашей планеты и с удивительной наукой географией, которая, быть может, станет вашей будущей профессией ЗЕМЛЯ КАК ПЛАНЕТА География - наука о Земле Великие географы Земля в космосе Луна - естественный спутник Форма и размеры Земли Магнитное поле Земли Движение Земли. Смена времён года Смена дня и ночи Поверхность Земли Оболочки Земли Геологическое время Как менялась наша планета ЭЛЕМЕНТАРНАЯ КАРТОГРАФИЯ Глобус - модель земного шара Определение географических координат Как создаются карты Способы изображения географических объектов и явлений. План и топографические карты Ориентирование на местности 40-41 Аэро- и космическая съёмка земной поверхности 42-43 ЛИТОСФЕРА Внутреннее строение Земли Типы и строение земной коры Литосферные плиты Материки и океаны Состав земной коры. Минералы Магматические горные породы Метаморфические горные породы Осадочные горные породы Складки и разрывы Полезные ископаемые Горючие полезные ископаемые Рудные полезные ископаемые 66-67 Нерудные полезные ископаемые Активность земной коры Вулканы Как извергаются вулканы Самые знаменитые вулканы Земли Интрузивный магматизм Строение континентальной земной коры Рельеф Земли Внутренние и внешние силы Горы Величайшие горы мира Процессы в горах Равнины Происхождение равнин Самые обширные равнины мира Рельеф дна Мирового океана Эоловый рельеф Карстовые процессы Пещеры Антропогенный рельеф Взаимодействие рельефа 108-109 АТМОСФЕРА Состав и строение атмосферы Атмосферное давление Солнечная радиация Температура воздуха Вода в атмосфере Облака Осадки Распределение осадков наземном шаре Снег 126-127 Необычные явления Электрические явления Ветер Общая циркуляция атмосферы Местные ветры Ураганы и смерчи Воздушные массы Погода Климат Земли 144-145 ГИДРОСФЕРА Состав и значение гидросферы Взаимодействие океана и атмосферы Мировой океан и его части Тихий океан Атлантический океан Индийский океан Северный Ледовитый океан Какими бывают моря Острова и полуострова Вода Мирового океана Движение вод Мирового океана Течения Мирового океана 168-169 Лёд в океане Береговая линия Мирового океана Жизнь в океане Воды суши. Подземные воды Болота Реки Речные долины Крупнейшие реки мира Водопады 186-187 Озёра Образование озёр Крупнейшие озёра мира Ледниковый период Покровные ледники Горные ледники Когда ледник отступает. Многолетняя мерзлота 202-203 ПОЧВА Что такое почва Типы почв ПРИРОДНЫЕ ЗОНЫ Зональность Природа Арктики Природа Антарктиды Тундра и лесотундра Животный мир тундры и лесотундры Тайга Животный мир тайги Смешанные леса Животный мир смешанных лесов Широколиственные леса Животный мир широколиственных лесов Степи и лесостепи Животный мир степей и лесостепей Сухие и влажные субтропики Животный мир сухих субтропиков Тропические пустыни Животный мир тропических пустынь Саванны Животный мир саванн Экваториальные леса Животный мир влажных экваториальных лесов Ландшафты Алфавитный указатель 252-255 Миллионы лет назад на границе каменной тверди нашей планеты и окружающего её воздушного океана возникла тонкая оболочка, в которой существует жизнь. Она сравнительно невелика — составляет не более 1% от размеров Земли, но именно здесь мерно колышутся волны океанов, идут дожди, текут реки. В этой оболочке находятся высокие горы и глубокие впадины, сверкают ледники и дышат зноем пустыни, формируются почвы, произрастают растения, обитают животные, живут люди. Эта уникальная оболочка называется географической. Её структуру и законы развития изучает наука география (от греч. ge — Земля и grapho — пишу). Возникнув в глубокой древности, география сначала имела описательный характер. Шаг за шагом люди исследовали планету, собирая сведения о морских берегах и островах, городах и поселениях. Отправляясь в военные походы, правители брали с собой географов, чтобы те составляли описания и карты захваченных земель. В эпоху Великих географических открытий география на несколько столетий стала королевой наук. Путешественники-географы пользовались особым почётом и уважением. Монархии богатые вельможи лично обсуждали сними планы будущих экспедиций и щедро финансировали путешествия, в надежде получить несметные сокровища. Ноне только пряности и золото привозили путешественники из далеких странствий. Не менее ценными были рассказы и описания новых земель, необычной природы, карты островов и материков. В это время совершалось огромное количество географических открытий. Сегодня наземном шаре уже нет неизведанных земель. Поэтому теперь главной задачей географов стало изучение законов, по которым живёт и развивается географическая оболочка. Ив этой области возможны новые удивительные открытия. Так как географическая оболочка очень сложное образование, в состав которой входят водная, твердая и воздушная сферы планеты, растительный и животный мир, современная география разделилась на несколько взаимопроникающих и взаимодействующих наук о Земле. Каждая из них изучает свою область географической оболочки: геоморфология — рельеф земной поверхности; гидрология суши — ручьи, реки и озёра; метеорология и климатология — атмосферу, климат и погоду океанология — Мировой океан ландшафтоведение — географические комплексы; биогеография — особенности флоры и фауны, гляциология — льды, формирование и распространение почв — география почв. Особое место в ряду географических наук занимает картография — наука о географических картах Экономическая и социальная география изучает размещение населения, хозяйства, городов и многое другое. В систему географических наук входят страноведение и дисциплины прикладного характера, например медицинская, военная география и др. В наши дни перед географией уже стоят задачи не только описательного характера. Теперь необходимо изучать сложные природные закономерности, особенности развития географической оболочки. Важно понять, почему меняется климат на нашей планете, как образуются и разрушаются горные системы, почему происходят землетрясения и извергаются вулканы, как живут и развиваются Мировой океан, биосфера, человеческое общество. Важнейший предмет изучения географии — процессы взаимодействия человека и природы. Ведь с каждым годом нагрузка на природную среду возрастает человек добывает всё больше и больше полезных ископаемых, вырубает леса, отходы промышленных предприятий загрязняют атмосферу и Мировой океан. Географы всего мира видят свою главную задачу в том, чтобы остановить варварское, бездумное разрушение человеком гармонии естественной природной среды, предотвратить непредсказуемые, разрушительные последствия его глобальной хозяйственной деятельности Начало науке географии было положено еще в глубокой древности. Торговые и военные цели, желание освоить новые территории, увидеть другие народы и государства заставляли людей совершать далёкие путешествия, открывая неизвестные земли. В путь, полный опасностей и приключений, отправлялись древние египтяне, минойцы (жители острова Крит, финикийцы, карфагеняне, индийцы. В эпоху античности географию не отделяли от философии, истории и медицины. Самостоятельной наукой она стала за несколько веков до начала новой эры. Оригинальное географическое произведение «Землеописание», дошедшее до нас лишь во фрагментах, создал один из первых географов Древней Греции Гекатей (546-480 гг. до н.э.). Рассказывая о ближних и дальних землях, он использовал береговые лоции и описания сухопутных маршрутов. Начало исторической географии и этнографии положил знаменитый древнегреческий ученый Геродот (485—425 гг. до н.э.), путешествовавший от донских степей до порогов Нила. Особое внимание географическим исследованиям уделяли великий философ и естествоиспытатель Аристотель (384-322 гг. до н.э.), ставший родоначальником гидрологии, метеорологии и океанологии. Однако отцом географии по праву считается греческий учёный Эратосфен, использовавший математические модели в науке о Земле. Многие поколения географов в своей работе руководствовались картографическими представлениями Эратосфена. В семнадцати книгах Географии Страбона были обобщены обширные материалы, хранившиеся в Александрийской библиотеке, где многие годы работал учёный. Перу замечательного астронома и географа Клавдия Птолемея (около 90-160 гг. н.э.) принадлежит сочинение Руководство по географии, содержащее информацию о восьми тысячах ЭТО ЛЮБОПЫТНО Во времена Средневековья крупные западноевропейские купцы нередко отправлялись в далёкие рискованные путешествия, стремясь наладить торговлю с Востоком. Хорошо известна Книга Марко Поло, написанная сего слов в 1298 г. Эта книга о путешествии и жизни в Китае — один из первых источников знаний европейцев о странах Центральной, Восточной и Южной Азии. Страбон (64 г. до н.э. - 23 г н.э.) Г. Меркатор (1512-1594 гг.) В.И. Вернадский гг.) Эратосфен (276-194 гг. до н.э.) М.В. Ломоносов гг.) географических объектов с указанием их координат. Вплоть до XVI века труды Страбона и Птолемея оставались наиболее авторитетными исследованиями по географии, являясь настольными книгами учёных, путешественников и купцов эпохи Возрождения. В XV-XVI веках, в эпоху Великих географических открытий, были получены новые бесценные сведения для науки о Земле. И хотя людей звало в дорогу отнюдь не стремление постичь неведомое, а жажда обогащения, путешественники открывали неизвестные океаны, материки и острова, изучали законы движения ветров и океанических течений, знакомились с культурой и обычаями других народов. В конце XVI впервые результаты Великих географических открытий обобщили в своих картографических произведениях Г. Меркатор и А. Ортелий. Меркатор составил карты земного шара, а Ортелий первый историко-географический атлас. В это же время в России был создан Большой чертёж» — одна из древнейших карт Российского государства. Бурное развитие науки в XVII—XVIII вв. не обошло стороной географию. В сочинении Б. Варена (Варениуса) География генеральная (1650 г.) впервые была предложена классификация разделов географической науки, обобщены новые данные о планете. Это передовое для своего времени произведение по приказу Петра I было переведено на русский язык. В XVIII в. появились первые работы американских географов, а в Западной Европе вышли в свет подробные географические энциклопедии. Активное освоение территории России дало мощный импульс для развития географии. У истоков русской географической школы стояли такие выдающиеся учёные, как В.Н. Татищев и МВ. Ломоносов. Крупнейшие географы XIX столетия — А. Гум- больдт, К. Риттер, И. Тюнен, К.И. Арсеньев заложили фундамент новой географии. В науке о Земле появились сравнительный метод, природное и экономическое районирование, пространственное математическое моделирование. Для великого английского биолога Ч. Дарвина гг.) и его последователей эволюция органического мира была неразрывно связана с историей окружающей природной среды. Под влиянием эволюционного учения географы также начали рассматривать органический мир как наиболее важный компонент природы. Современная география немыслима без трудов ДН. Анучина, В.В. Докучаева, В.И. Вернадского, Л.С. Берга, В.В. Полынова, П.П. Семёнова-Тян- Шанского и многих других замечательных учёных. Бесконечная и непостижимая Вселенная состоит из огромных звёздных скоплений и множества космических тел, постоянно передвигающихся в пространстве. Частью одного из таких скоплений — Галактики Млечный Путь — является Солнечная система, в центре которой сияет звезда по имени Солнце. Вокруг светила вращаются 9 крупных планет, множество астероидов, метеоритные тела, кометы, космическая пыль. Большие планеты Солнечной системы можно условно разделить на две группы планеты земной группы сравнительно небольшие, обладающие твёрдой поверхностью и расположенные довольно близко к Солнцу и пла- неты-гиганты, состоящие из смеси газов и находящиеся далеко от светила. Помимо нашей планеты в земную группу входят Меркурий, Венера и Марса в группу пла- нет-гигантов — Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. О самой дальней планете — Плутоне в настоящее время нет достаточного количества достоверных данных, позволяющих отнести ее к какой- либо группе. Планета Земля — третья от Солнца. Она обращается вокруг светила по эллиптической орбите (близкой к круговой) со средней скоростью км/с на среднем расстоянии 149,6 млн км за период, равный 365,24 средних солнечных суток. Вокруг своей оси, наклонённой к плоскости эклиптики под углом 66° 33'22", Земля вращается зач мин 4,1 с. Чередование времён года, смена дня и ночи — результат двойного вращения планеты. Благодаря Солнцу, самой близкой к нашей планете звезде, на Земле существует жизнь. Солнце — раскалённый плазменный шар (температура в его центре достигает 15 000 000 °С), состоящий в основном из водорода (около и гелия (около 10%). Радиус светила 696 тыс. км (для сравнения средний радиус Земли — 6371 км. Солнце окружено атмосферой, внешний слой которой называется солнечной короной. На поверхности Солнца порой появляются протуберанцы — языки из раскалённых газов, иногда достигающие длины 50 тыс. км. Термоядерные реакции, протекающие в недрах звезды, являются источником солнечной энергии. На Землю попадает лишь малая её часть, но даже она в десятки тысяч раз превышает количество энергии, которое вырабатывают все электростанции мира, вместе взятые. У Меркурия, ближайшей к Солнцу планете, период обращения вокруг светила равен времени обращения его вокруг своей оси, поэтому он всегда обращен к Солнцу одной стороной. На Меркурии нет воды, а его атмосфера сильно разрежена. Венера, укрытая трёхъярус- ным слоем облаков из углекислого газа, вращается вокруг своей оси почасовой стрелке, в то время как все другие планеты, кроме Урана, против часовой стрелки. У Венеры и Меркурия нет спутников, ау Марса их два — Фобос и Деймос. Марс больше других планет похож на Землю. Он имеет твёрдую поверхность и атмосферу, но его воздушная оболочка состоит преимущественно из углекислого газа, а климат более суровый, чем земной. Самая большая планета Солнечной системы Юпитер. Его масса в 318,35 раза превышает массу Земли, а радиус больше земного почтив раз. Юпитер вращается вокруг своей оси очень быстро (сутки на планете длятся 9 часов 50 минут) и поэтому сильно сплюснут у полюсов. Состоит Юпитер в основном из водорода. У планеты 4 крупных спутника и 35 малых. Сатурн знаменит своими кольцами. Они сформировались из множества твёрдых тел, образовавшихся из водяного льда, рыхлых снежных комьев и пыли, и отражают солнечный свет. Ось вращения Урана, состоящего из водорода и гелия, лежит почтив плоскости его орбиты, планета вращается на боку и к тому же в отличие от большинства других планет — почасовой стрелке. Известен 21 спутник Урана. Размерами, массой и составом Нептун очень похож на Уран. Существование этой планеты предсказывали давно, но открыли лишь в 1846 г. после изобретения телескопа. У Нептуна известно спутников ПРОИСХОЖДЕНИЕ ЗЕМЛИ В III в. до н.э., после того как было доказано, что Земля имеет форму шара, сплюснутого у полюсов, учёные высказали предположение, что планета ранее была жидкой. В 1749 г. Ж. Бюффон считал, что на Солнце упала комета, выбившая из него гигантские капли. Отлетев на разное расстояние от Солнца, они со временем остыли и превратились в планеты. В XIX в. появилась гипотеза Канта-Лапласа, суть которой сводилась к тому, что наша планетная система возникла из раскалённой газово-пылевой туманности, вращающейся вокруг плотного ядра. Однако к концу XIX в. с развитием химии стало ясно, что расплавленная планета не смогла бы удержать лёгкие химические элементы — водород, азот, кислород и др. По современным космогоническим представлениям, Земля образовалась из рассеянного газово-пылевого вещества около 4,7 млрд лет назад. Ядро, мантия, земная кора, гидросфера и атмосфера сформировались после вторичного разогрева земного шара под действием его гравитационного поля. Но и эта гипотеза имеет серьёзные недостатки, ведь в случае разогрева планеты в открытый космос улетели был гкие химические элементы и на Земле не было бы атмосферы, гидросферы и биосферы. К сожалению, узнать о том, какой была Земля много миллиардов лет назад, сегодня невозможно. Глубины планеты исследованы недостаточно, а значит, и аргументированного объяснения механизма образования Земли пока нет. Образование протопланетного облака Формирование Солнечной системы Луна — самое яркое и крупное небесное тело на нашем ночном небе. Она — единственный естественный спутник Земли и вращается вокруг неё со средней скоростью 1,023 км/с по эллиптической орбите против часовой стрелки, как и большинство других тел Солнечной системы. Среднее расстояние между центрами Земли и Луны составляет 384 400 км (приблизительно 60 земных радиусов, но из-за вытянутой формы орбиты и возмущений, вносимых в её движение Солнцем и планетами, расстояние до Луны колеблется от 356 400 до 406 800 км. Солнце притягивает Луну в 2,2 раза сильнее, чем Земля, поэтому, строго говоря, следовало бы рассматривать движение Луны вокруг Солнца и возмущения этого движения Землей. Периоды обращения Луны вокруг Земли и вокруг своей оси совпадают, поэтому земляне видят Луну только с одной стороны. Луна не излучает свет, поэтому мы можем наблюдать только туе часть, на которую падают солнечные лучи или лучи, отраженные Землей. На ночном небе мы замечаем, как Луна меняет свою форму — чередуются её фазы. Когда Луна, двигаясь по орбите, находится между Зем- лёй и Солнцем и обращена к нам тёмной стороной, происходит новолуние. Затем, через дня, в западной части неба появляется узкий яр- Видимая сторона Луны кий месяц — молодая Луна. Остальная часть лунного диска в это время слабо освещена Землёй, повернутой к Луне своим дневным полушарием. Через 7 суток Луна отходит от Солнца, наступает первая четверть, в это время освещена половина лунного диска. Через 14-15 суток мы видим полную Луну, а на е сутки наблюдается её последняя четверть — она снова превращается в месяц. Новое новолуние наступает в среднем через суток. Сменяющие друг друга фазы Луны легли в основу многих календарных систем. Схема вращения Луны вокруг Земли Невидимая сторона Луны. Когда при движении вокруг Земли Луна попадает в конус земной тени, происходит полное лунное затмение, а если в тень Земли погружается лишь часть Луны, то наблюдается частичное затмение. Вовремя полного лунного затмения лунный диск становится тёмно-красным из-за преломления солнечных лучей в земной атмосфере. В старину этот необычный вид Луны приводил людей в ужаса жрецы, знавшие о повторяемости этих явлений, объясняли затмения действиями божественных сил. Существует несколько версий образования Луны. Наиболее аргументированной является гипотеза О.Ю.Шмидта и его последователей, согласно которой Земля и ее естественный спутник сформировались почти одновременно из единого сгустка материи. Первой образовалась Земля, ок- ружённая мощной атмосферой, а чуть позднее, при охлаждении, из вещества атмосферы сформировалась Луна. Форма Луны очень близка к шару с радиусом км, что составляет 0,2724 экваториального радиуса Земли. Масса Луны (7,35·10 2 2 кг) враз меньше массы Земли, а её средняя плотность кг/м 3 ) равна 0,61 средней плотности Земли. Из-за малого притяжения Луна не смогла удержать вокруг себя газовую оболочку. Незащищенная атмосферой поверхность Луны днем нагревается более чем до +100 С, а ночью остывает до -100 °С. Луна покрыта многочисленными метеоритными кратерами разного размера. Лунный грунт представляет собой реголит — обломочно-пылевой слой толщиной до нескольких десятков метров. Тёмным пятнам на поверхности Луны — лунным морям — земляне дали очень поэтичные названия — Море Спокойствия, Море Дождей, Море Ясности. Нона Луне нет воды, и её моря совсем непохожи наземные. Это — равнинные низменности, залитые лавой, пересечённые трещинами и невысокими извилистыми валами. Образование сизигийных приливов, когда высоты лунного и солнечного приливов складываются Образование квадратурных приливов в первую и последнюю четверти Луны (самые слабые приливы) ВЛИЯНИЕ ЛУНЫ Приливы и отливы, которые ежедневно наблюдают жители побережий океанов, вызваны воздействием Луны. Из-за её притяжения подвижная водная поверхность вытягивается, образуя два горба один со стороны Луны, другой с противоположной стороны. Они перемещаются благодаря вращению Земли, а на побережьях наблюдаются два прилива и два отлива в сутки. Солнце своим притяжением тоже вызывает приливы, но из-за удалённости светила от нашей планеты солнечные приливы слабее лунных. Воздействие гравитационного поля Луны испытывают и жидкости, находящиеся внутри организма человека, особенно оно сказывается на распределении крови Впервые предположение о шарообразной форме Земли высказывали ещё античные мыслители. Они основывались на некоторых наблюдениях и философских представлениях о шаре как идеальной форме. Греческий учёный Эратосфен (273—192 гг. до н.э.) не только установил, что наша планета шарообразная, но и с помощью простых средств измерил её окружность и радиус (по Эратосфену, окружность земного шара равна 252 тыс. аттических стадий, то есть 39 690 км. Ученый утверждал, что если плыть от Пиренейского полуострова на запад, то можно достичь Индии. В середине XV в. Колумб, отправляясь на поиски западного пути в Индию, руководствовался именно этой идеей. В конце — начале XVIII в. Исаак Ньютон теоретически обосновал, что под воздействием силы тяжести Земля должна быть сплюснута у полюсов и является эллипсоидом вращения. Позднейшие геодезические и астрономические исследования позволили определить истинную форму и размеры Земли. Известно, что планета сформировалась под действием двух сил — силы взаимного притяжения её частиц и центробежной силы, возникающей из-за вращения планеты вокруг своей оси. Сила тяжести представляет собой равнодействующую этих двух сил. Степень сжатия зависит от угловой скорости вращения чем быстрее вращается тело, тем больше оно сплющивается у полюсов. Расстояние от центра планеты до экватора называется экваториальным радиусом и состав- Из космоса видно, что поверхность Земли — это не только гладь океанов и зелень лесов, но и безжизненные пустыни ляет 6378,2 км, а расстояние до полюса — |