Ананьев. Земля - Полная Энциклопедия 2007. Ананьева Е. Г, Мирнова С. С
 Скачать 31.25 Mb.
|
|
Карта — уменьшенное, обобщённое изображение земной поверхности, небесных тел или небесной сферы на плоскости, построенное по математическим законам с использованием системы условных знаков. Карты (от греч. chartes — лист, свиток) хранители информации о нашей планете. Они используются в самых разных сферах человеческой деятельности. Карты показывают размещение, свойства, связи между хозяйственными и природными объектами. Карты различаются по территориальному охвату, содержанию, масштабу, назначению. По территориальному охвату карты подразделяют на мировые, карты полушарий, материков и их частей, государств и их частей По содержанию различают общегеографические и тематические (специальные) карты. На общегеографических показаны рельеф, воды, почвенно-растительный покров, населённые пункты, пути сообщения, по- литико-административное деление. Тематические карты посвящены очень широкому кругу природных и общественных явлений. Это могут быть карты геологические, климатические, экономические и др. По масштабу карты подразделяются на планы и крупнее, крупномасштабные 0 0 0 — 1:200 000); среднемасштабные (карты областей, краёв и др. регионов — от 1:200 000 дои мелкомасштабные (обширных территорий и всей планеты — мельче 1:1 000 По назначению карты делятся на учебные, науч- но-справочные, военные, туристические, навигационные и др. Контурные карты (как правило, одноцветные) служат для выполнения практических работ. Географические атласы — система карт, созданных по единой программе. Карты в атласе дополняют друг друга, образуя целостную картину. На первых собраниях карт был изображён титан Атлант, державший на плечах небесный свод. Вероятно, от имени древнегреческого божества и появилось слово «атлас». Математическая основана базе которой строятся карты, — это масштаб и картографическая проекция — способ преобразования сферической поверхности глобуса на плоскость карты. В зависимости оттого, какую задачу должна выполнять карта, её строят в разных проекциях — шарообразную поверхность разными способами переносят на плоскость. Если по карте предстоит вычислить размеры стран, то она должна быть составлена в равновеликой проекции воспроизводящей площади без искажений. На картах, выполненных в равноугольных проекциях, сохраняется равенство углов между направлениями. Такие карты удобны для путешественников, следующих по заранее выбранному маршруту. В равнопромежуточных проекциях без искажений остаётся одно из главных направлений (по какому-либо меридиану или параллели). Политическая карта Европы Карта — модель реального мира, о котором она повествует своим, особым языком. С помощью графических символов — условных знаков — карта рассказывает о расположении объектов, их форме и размерах, дает качественные и количественные характеристики. На первых картах различные объекты представали в виде перспективных картинок например, горные цепи изображали как небольшие и непротяжённые холмы, лесные массивы как кроны деревьев, а деревни и города как группы домиков. Постепенно рисунки становились все более абстрактными и условными. А на современных картах с помощью условных знаков показывают температуру воздуха надземным шаром, направление океанических течений и даже невидимые явления магнитные поля или изменения климата. Условные знаки бывают масштабными и внемасштаб- ными. Масштабные передают реальные размеры объектов и выражаются в масштабе карты (например, очертания озёр), а внемасштабные используются для объектов, которые в масштабе карты не выражаются (например, электростанции). Выделяют три группы условных знаков точечные, линейные и площадные. Точечные условные знаки внемасштабны, их размеры на карте всегда больше реальных размеров объектов на местности. Это могут быть отдельные сооружения, например, заводы, мосты, месторождения полезных ископаемых и пр. Кружками обозначают населённые пункты, а звёздочка- ми — электростанции. Иногда точечные условные знаки напоминают силуэт какого-либо объекта, например, упрощённый рисунок самолёта показывает аэродрома палатки — кемпинг. Линейными условными знаками отмечают линейные объекты — границы, дороги, реки, разломы и т.д. Цветом и толщиной линий обозначают качественные и количественные характеристики изображаемых объектов, например тип береговой линии, тёплые или холодные атмосферные фронты. Площадные условные знаки применяются для изображения лесных массивов, озёр, по ним всегда можно определить точную площадь объекта. Изолиниями (от греч. isos — равный, одинаковый) называются линии, соединяющие точки с одинаковым показателем какого-либо явления. С их помощью на картах показывают непрерывные, плавно изменяющиеся явления — повышение или понижение рельефа местности, поля давления или температуру воздуха. Чтобы построить изолинии, на карту надо сначала нанести показания изучаемого явления в точках наблюдений, а потом с помощью интерполяции провести линии равных значений. В зависимости оттого, что именно характеризуют изолинии, они бывают нескольких видов. Например, изогипсы соединяют точки с одинаковой высотой (на топографических картах они называются гори- Средневековая карта Швейцарии Картографической генерализацией (от лат — общий, главный) называется отбор и обобщение изображаемых на карте объектов в соответствии с назначением, масштабом и содержанием карты зонталями), изотермы — точки с одинаковой температурой изобары — с одинаковым атмосферным давлением, а изотахи — с одинаковой скоростью ветра. Для наглядности промежутки между линиями иногда закрашивают так, чтобы интенсивность цвета отражала увеличение или уменьшение показателя. Способ качественного фона применяется для изображения качественных различий явлений, имеющих сплошное распространение. Этим способом на политической карте показывают государства, на геологической — возраст горных пород, напочвенной типы почв и т.д. Точечным способом обозначают явления, рассредоточенные по территории, например размещение населения (одна точка соответствует жителей) или распространение посевных площадей точка — 200 га посевов). Ареалами на картах выделяют области распространения какого-либо сплошного или рассредоточенного явления — произрастание определённых видов растений, места обитания животных, районы производства сельскохозяйственных культур, нефтяные или газоносные бассейны. Знаки движения показывают пути перемещения природных, социальных или экономических явлений. Таким образом обозначают, например, передачу электроэнергии, направление железнодорожных перевозок, тёплые и холодные течения, перелёты птиц. Картограммы и картодиаграммы показывают относительные и абсолютные величины ка- кого-либо явления по территориальным единицам, скажем, запас древесины по районам или объём промышленной продукции по городам. Сочетание всех этих видов условных знаков позволяет передавать огромные объемы информации, значительно уменьшать изображение, показывать характеристики объектов, их структуру и взаимодействие. Условные знаки на картах помогают изучать динамику различных процессов, происходящих в природе и обществе. ЧТО ТАКОЕ МАСШТАБ? Масштабом (от нем. Маss — мера и Stab палка) называют число, которое показывает, во сколько раз длины линий на чертеже, плане или карте уменьшены по сравнению с длинами соответствующих линий на местности. Масштаб — важнейшую характеристику карты или плана — записывают разными способами Численный масштаб означает, что одному сантиметру на карте соответствует 1000 сантиметров на местности Именованный масштаб (в 1 см — 10 м) показывает, что на местности расстоянию м соответствует 1 см на карте Линейный bbмасштабb представляет собой прямую линию, разделённую на равные части, где у каждого деления подписывают соответствующее ему расстояние на местности. Условные знаки Планом (от лат. planum — плоскость) называется чертёж местности, выполненный в условных знаках в крупном масштабе (1: 5000 и крупнее. Обычно планы составляют на небольшой участок местности, размером в несколько квадратных километров, кривизна поверхности Земли при этом не учитывается. Первые в истории карты были планами. Планы используются в самых разных отраслях промышленности и сельского хозяйства. При строительстве зданий, прокладке дороги коммуникаций без них не обойтись. Крупно- и среднемасштабные общегеографические карты (1:5000—1:1000 000) называются топографическими Топографическая карта уменьшенное, точное, подробное и наглядное изображение земной поверхности с помощью условных знаков, выполненное в определённой картографической проекции. Большинство топографических карт создаётся в равноугольной поперечно-цилиндрической проекции Гаусса, при которой изображение земной поверхности на плоскости наносится по зонам, вытянутым от Северного полюса до Южного. Границами зон служат меридианы с долготой, кратной (всего 60 зон. В пределах каждой зоны поверхность проектируется на плоскость. Топографические карты создаются на большие территории и издаются отдельными листами, ограниченными рамками. Сторонами внутренних рамок служат линии параллелей и меридианов. При построении топографических карт используют масштабные и внемасштабные условные знаки, которые показывают местоположение объектов и передают их качественные и количественные характеристики. Основные элементы местности (реки, озёра, населённые пункты) изображаются в действительных очертаниях и размерах в соответствии с масштабом карты. Внемасштабными Азимут — это угол, образуемый в данной точке на местности или на карте между направлением на север и направлением на какой-либо предмет. Различают истинный и магнитный азимуты. Если в качестве начального направления берут магнитный меридиан, то получается магнитный азимута если истинный (проходящий через полюса Земли), то азимут получается истинный. Прежде чем приступить к составлению плана местности, надо выбрать точку, откуда будет хорошо виден весь участок. План местности КАК СОСТАВИТЬ ПЛАН МЕСТНОСТИ? В первую очередь необходимо выбрать точку, откуда весь участок, который вы хотите нанести на план, будет хорошо виден. Затем выберите масштаб и сориентируйте планшет с помощью компаса на север, в верхнем углу плана нарисуйте стрелку, направленную вверх, и подпишите рядом букву С — направление на север. На плане обозначьте точку, с которой производится съемка, и нанесите на него основные ориентиры местности, например мост через реку или большое дерево. Далее с помощью компаса измеряйте азимут каждой точки, которую вы хотите нанести на план, и, пользуясь транспортиром, отмечайте на плане соответствующий угол. При этом каждый раз проводите в данном направлении вспомогательную сплошную линию, на которой откладывайте длину отрезка от полюса съёмки до искомой точки (измеренное на местности расстояние переводите в сантиметры в соответствии с избранным масштабом. Далее с помощью условных знаков укажите все объекты — реку, озеро, лес, луг, болото, сад, пашню, овраги т. п. В заключение подпишите необходимые названия, заголовок плана и укажите выбранный масштаб. ЧЕМ ОТЛИЧАЕТСЯ ПЛАН ОТ КАРТЫ? План вычерчивается в более крупном масштабе, чем карта. При создании плана не учитывается кривизна поверхности Земли, а карта строится согласно выбранной картографической проекции. На картах есть градусная сетка, а на планах её нет. На карте стороны горизонта определяют по направлениям параллелей и меридианов, а на плане верх чертежа считается направлением на север, нижняя рамка — направлением на юг, левая — на запада правая — на восток. На плане местность изображена очень подробно, а на карте указываются только крупные объекты равнины, горы, города, реки и т.д. знаками отмечают какие-либо заметные объекты на местности — башни, отдельно стоящие деревья, колодцы, родники и т.д. Рельефна топографических картах изображают горизонталями, на реках указывают направление и скорость течения, леса окрашивают в зелёный цвета пашню оставляют незакрашенной. Топографические карты служат основным источником информации о местности и используются для её изучения, определения расстояний и площадей, дирекционных углов, координат различных объектов и пр. Они широко применяются в военном деле при подготовке к учениям, маневрами боевым действиям, планировании передвижения войск, определении координат огневых позиций и т.д. Необходимы топографические карты и путешественникам. Фрагмент топографической карты Ориентироваться на местности — значит правильно определить стороны горизонта. В глубокой древности ориентирование (от лат. oriens — восток) сводилось к поиску направления на восток в сторону восхода Солнца. Позже, главным образом после изобретения более двух тысяч лет назад в Китае компаса, основным направлением в ориентировании стал север — юг. Уже в 2000 г. дон. э. в Египте появились рисованные карты, а финикийцы использовали своеобразные морские карты, содержащие данные о ветрах, расположении звёзд и морских течениях. В XV—XVI вв. многие суда уже были оборудованы компасами, а европейская колонизация Америки, Африки и Юго-Восточной Азии способствовала совершенствованию топографических и морских карт. Однако сориентироваться на местности значит не только понять, где севера где юг, нужно еще определить свое местоположение относительно окружающих предметов, форм рельефа, найти правильное направление движения и выдержать его на протяжении всего маршрута. Ориентироваться можно по топографической карте, аэрофотосним- кам и приборам наземной навигации. Когда нет компаса, направление на север укажут небесные светила. Солнце двигается по небосклону с востока на запад походу часовой стрелки с угловой скоростью в среднем 15° в час, в полдень оно находится на юге. Зная время, можно определить угол, на который Солнце не дошло до точки юга или пере- В Северном полушарии направление на север можно определить по Полярной звезде КАК ОПРЕДЕЛИТЬ ПО КОМПАСУ СТОРОНЫ ГОРИЗОНТА? Намагниченная стрелка компаса располагается вдоль магнитного меридиана и показывает направление север — юг. Чтобы определить его, надо сначала установить компас в горизонтальное положение и растормозить стрелку — ослабить рычаг, с помощью которого она закреплена. Поворачивая компас, нужно добиться, чтобы северный конец магнитной стрелки оказался против нулевого деления лимба. В ориентированном положении компаса направление стрелки на нулевое деление лимба будет направлением на север. После этого визированием через прорезь и мушку следует заметить какой-либо местный предмет (ориентир, который затем используется для указания на север. Зная его, легко определить и другие стороны горизонта. При работе с компасом надо помнить, что сильные электромагнитные поля или близко расположенные металлические предметы отклоняют стрелку от её правильного положения. Поэтому при определении направления по компасу необходимо отходить нам от линий электропередач, железнодорожного полотна и крупных металлических предметов шло ее. До полудня юг будет справа от Солнца, а после полудня — слева. В Северном полушарии в ясную ночь направление на север определяется по Полярной звезде. Чтобы найти её на небосклоне, нужно сначала отыскать созвездие Большой Медведицы (большой ковш из семи ярких звёзд). Через две крайние звезды ковша нужно мысленно провести прямую линию и пять раз отложить на ней отрезок, равный расстоянию между этими звёздами. Конец последнего отрезка укажет положение Полярной звезды, находящейся в созвездии Малой Медведицы. Полярная звезда почти всегда находится на севере (е отклонение от направления на север не превышает В полнолуние Луна на небосклоне располагается против Солнца, поэтому на юге она находится в полночь. Направление на север и юг можно определить по природным ориентирам. Годовые кольца на пнях деревьев шире с южной стороны. Муравейники почти всегда находятся с южных сторон деревьев, а южный склон муравейников более пологий, чем северный. Кора большинства деревьев на северной стороне грубее, а на южной тоньше и эластичнее (у березы светлее. На деревьях хвойных пород смола обильнее накапливается с южной стороны. С северной стороны деревья, камни, черепичные и шиферные крыши чаще покрываются лишайниками и грибками, а весной снег быстрее тает на склонах, обращенных на юг. Тень в полдень направлена на север. Ветви отдельно стоящего дерева с северной стороны короче, чем с южной. К тому же надо знать, что алтари и часовни православных церквей обращены на востока алтари католических церквей — на запад, буддийские пагоды обращены фасадами на юг. На куполах перекладины крестов расположены по направлению север — юг, приподнятый конец перекладины «смотрит» на север. С южной стороны годовые кольца на пнях шире, а склоны муравейников более пологие, чем с северной Предположения людей о форме Земли менялись с развитием наук о нашей планете. Но и после того, как форма Земли была определена, значительная часть её поверхности очень долго была покрыта белыми пятнами. Это было связано стем, что на Земле существовали и до сих пор существуют труднодоступные или совсем недоступные для человека районы, например, районы Крайнего Севера или Антарктического юга, высокогорий. Непросто сделать описания, а тем более составить географическую карту тех место которых ничего не знаешь. В XX веке на помощь исследователями картографам пришли фотографическая аппаратура и летательные аппараты, на которых её устанавливали. С большой высоты хорошо видна поверхность планеты. Специальная топографическая съёмка с самолётов позволила составлять планы и карты, наносить на них лесные массивы, долины рек, озёра и т.д. С началом космической эры возникла возможность производить съёмку поверхности с бортов космических кораблей. Первую такую съёмку осуществил в 1961 году космонавт Герман Титов. С применением такой техники на нашей планете были закрыты последние белые пятна». КОСМИЧЕСКАЯ СЪЕМКА После получения уже первых снимков, сделанных из космоса, оказалось, что по ним можно отслеживать не только очертания материков и океанов, но и состояние природы, конфигурацию погодных фронтов, прохождение циклонов и даже крупные геологические структуры. Многолетние исследования снимков дают возможность постоянного мониторинга (отслеживания) состояния природной среды, что помогает вовремя получать информацию о заболачивании территории, наступлении пустынь, начале песчаных бурь, движениях ледников, изменении конфигураций берегов морей, озёр, рек, загрязнении акваторий, ледовой обстановке в полярных широтах и т.д. Знания о путях движения циклонов помогают составлять прогнозы погоды, снимки городов дают информацию о неблагоприятной экологии отдельных районов СИСТЕМА ГЛОБАЛЬНОГО ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ Когда мы назначаем встречу или объясняем кому-нибудь, где находимся, мы пользуемся системой известных ориентиров у станции метро, у магазина, на перекрёстке улиц или дорог, на берегу и т.п. Ноу каждого этого места есть известная высота, широта и долгота. Так что приточном определении географических координат места можно практически безошибочно найти человека. Возможно, в городе или другом населённом пункте вполне достаточно простых «бытовых» ориентиров. Но путешественникам, морякам, находящимся в открытом море, альпинистам, автомобилистам, ученым при поиске полезных ископаемых и т.п. такое определение своего положения просто необходимо. Чёткое знание координат гарантия того, что можно точно указать свое местонахождение, получить совет о кратчайшем пути, послать сигнал бедствия и ждать помощи в указанном месте. Такие точные координаты получают с 24 спутников, находящихся на стационарных орбитах над Землёй, а принимаются они наземными станциями и приемниками, которые сейчас начинают встраивать в приборные панели автомобилей, ракет, самолётов, выпускать как отдельные приборы. Сейчас такими спутниками обладает американская система Navstar, ожидается ввод систем европейской Galileo и российской ГЛОНАСС. Для определения координат морских и воздушных кораблей, терпящих бедствие и пославших сигнал (дословно спасите наши души, работает международная специализированная система КОСПАС-SARSAT. Если знать координаты спутников и карту земной поверхности, то по этим данным можно определить своё место в системе географических коор- динат. Циклоны Город Гора Килиманджаро Устье реки Миссисипи Человек живет на поверхности Земли. Но это лишь часть самой верхней оболочки — земной коры. А как люди могут узнать о том, что находится внутри нашей планеты? О том, что находится глубже земной коры, мы имеем представление, составленное лишь покос- венным признакам — результатам сейсмической разведки. Скорость прохождения сейсмических волн меняется в зависимости от плотности вещества, через которое они проходят. По изменению скорости учёные определили, что внутреннее строение Земли неоднородно и представляет собой несколько вложенных друг в друга оболочек, окружающих ядро ВНУТРЕННИЕ ОБОЛОЧКИ ПЛАНЕТЫ Совершим, подобно героям романа Жюля Верна, путешествие к центру Земли. Начнем мы его с верхней оболочки, которая изучена человеком лучше всего, — земной коры. Это верхняя часть литосферы — твердой оболочки нашей планеты. Строение и мощность земной коры под материками и океанами различна, нов целом не более км. А ведь это всего лишь 1,2% от радиуса Земли! Литосфера сменяется мантией, занимающей более объёма Земли. Мантия распространяется на глубины до 2900 км. В верхней её части образуются очаги магмы, которая иногда прорывается на поверхность в виде вулканической лавы или застывает на глубине, в толще литосферы, таки не найдя себе путь на поверхность. С такими магматическими породами связаны многие месторождения полезных ископаемых, в том числе и алмазов. При высоких давлениях и температурах мантии минеральные соединения меняют структуру — кристаллическую решётку. Самый яркий пример этого минерал, состоящий из углерода С, обычный графит, знакомый нам по грифелю в карандашах. В условиях мантии он становится сверхпрочным алмазом, стой же химической формулой Снос иной кристаллической решёткой. В верхней мантии расположен слой толщиной км, где скорость волн резко меняется. Этот слой назван астеносферой. Веществу астеносферы свойственна повышенная пластичность. По ней перемещаются плиты — жесткие участки литосферы. В нижней мантии (глубже 400 км) плотность вещества гораздо больше, чем в верхней, о её составе нет никаких данных. В центре планеты расположено ядро. В нем сосредоточены самые тяжелые химические элементы, такие как железо. Как и мантия, ядро неоднородно внутреннее очень тяжёлое и твёрдое, внешнее более жидкое. Температура в ядре достигает 10 000°С. ПОВЕРХНОСТЬ МОХОРОВИЧИЧА Земная кора и мантия разделяются границей, на которой скорость прохождения сейсмических волн резко меняет своё значение. Этот раздел зафиксирован на глубине примерно 30 км от поверхности, ниже которого скорость значительно возрастает. По имени учёного, впервые зафиксировавшего наличие этой границы, она названа поверхностью Мохоро- |