Географические координаты.
Краткая характеристика планеты Земля.
Земля – уникальная планета солнечной системы.
Контрольные вопросы
Теория Чарльза Лайеля
КАТАСТРОФИЗМ И УНИФОРМИЗМ
Суперконтинент
Немецкий ученый Альфред Вéгенер (1880 ‒ 1930) в 1911 году предложил гипотезу, согласно которой в одну из прошлых геологических эпох Земля представляла собой единый суперконтинент, который распался на отдельные континенты. Этот процесс получил название дрейф континентов.
Суперконтинент – в тектонике плит континент, содержащий почти всю континентальную кору Земли.
Гипотеза Вегенера
Сторонники теории континентального дрейфа пришли к выводу, что этот процесс соединения и распада суперконтинента происходит периодически приблизительно через каждые 600 млн. лет.
Американские ученые, исследуя перемещения континентов, в том числе, и с помощью спутниковых наблюдений, пришли к выводу, что через 50 млн. лет очередное образование суперконтинента. Африка и Европа соединятся. Австралия будет двигаться в сторону Азии. Атлантический океан исчезнет.
В начале XIX века господствующей в геологии была теория катастроф французского ученого Жоржа Кювье. Его точку зрения разделяло большинство геологов: окаменелости появились в результате Всемирного потопа.
Однако к середине XIX века теорию катастроф вытеснила геологическая теория английского ученого Чарльза Лайеля (1797 – 1875). Первоначально он верил в многократное Творение, неизменность видов живых организмов. Но под влиянием Дарвина он признал теорию эволюции органического мира. Лайель пришел к выводу, что облик Земли меняется не катастрофически, а постепенно под влиянием постоянно действующих сил. Таковыми являются ветер, осадки, вода, изменение температуры. Лайель постулировал, т.е. принял без доказательства, что эти силы действуют с постоянной скоростью в течение миллионов лет. Эта теория получила название униформистской.
1. Ближайшее расстояние Земли от Солнца приходится на 3 января, а наибольшее – на 4 июля. Почему же в Северном полушарии в январе холоднее, чем в июле?
2. Как определяются границы тектонических плит?
3. В чем заключается отличие географических и магнитных полюсов Земли?
4. Какую роль в жизни Земли играет внутреннее ядро?
5. Как определяют направление магнитного поля Земли в предшествующие эпохи?
Литература к семинару по теме № 6 «Планета Земля»
Основная литература
Бабушкин А. Н. Современные концепции естествознания. СПб.: Лань, 2000. С. 125 – 165.
Данилова В. С., Кожевников Н. Н. Основные концепции современного естествознания. М.: Аспект Пресс, 2001. С. 163 – 189.
Дубнищева Т. Я. Концепции современного естествознания. М.: ИВЦ «Маркетинг»; Новосибирск: ООО «Изд-во ЮКЭА», 2000. С. 518 – 563.
Европедия. Популярный энциклопедический иллюстрированный словарь. М.: ОЛМА-Пресс, 2003. Магистр-пресс, 2000 – 2001.
Лихин А. Ф. Концепции современного естествознания. М.: Проспект, 2004. С. 174 – 191.
Современное естествознание в 10 т. Т. 9. Науки о Земле. М.: 2000.
Дополнительная литература
Горелов А. А. Концепции современного естествознания. М.: Центр, 1998. С. 56 – 57.
Карпенков С. Х. Концепции современного естествознания. М.: Культура и спорт, ЮНИТИ, 1997. С. 235 – 247.
Уникальность Земли в семействе планет солнечной системы в первую очередь связана с тем, что только на нашей планете существует жизнь. Шансы обнаружить хотя бы простейшие формы жизни на соседних планетах (даже на Марсе) большинством ученых оцениваются как близкие к нулю. Другие уникальные особенности Земли (наличие атмосферы с высоким содержанием кислорода, наличие океана, занимающего 70% поверхности планеты, высокая тектоническая активность, сильное магнитное поле и др.) так или иначе связаны с наличием жизни: они либо способствовали ее возникновению, либо являются следствиями жизнедеятельности.
Шарообразность Земли (а о том, что Земля представляет собой шар, знали еще древние греки) предопределяет выделение в ее строении концентрических оболочек. Впервые такой подход к изучению нашей планеты предложил австрийский геолог Э. Зюсс, он же предложил называть эти оболочки геосферами. Главные внутренние и внешние оболочки Земли будут рассмотрены ниже. Некоторые из этих оболочек имеют достаточно четкие граничные поверхности (примером может служить верхняя поверхность земной коры). Иногда граничные поверхности близки к сферическим (как, например, поверхность мирового океана), в других случаях поверхности раздела соседствующих оболочек определяются не столько величиной радиуса, сколько значениями тех или иных параметров, характеризующих эти оболочки.
Реальная форма Земли несколько отличается от сферической и при строгом математическом моделировании ее формы чаще всего используют такие понятия как эллипсоид и геоид. Эллипсоид – это тело, поверхность которого образована эллипсом, вращающимся вокруг одной из своих осей. Геоид (что означает землеподобный) – это еще более точная модель Земли, он представляет собой уникальное геометрическое тело, поверхность которого совпадает с поверхностью среднего уровня спокойной воды в океане, мысленно продолженной под материками так, что отвесная линия в любой точке пересекает эту поверхность под прямым углом. Поверхности эллипсоида и геоида не совпадают, расхождение между ними может достигать ±160 м. Относительно поверхности геоида измеряют высоты и глубины точек реальной поверхности Земли. Максимальную высоту (8848 м) имеет Эверест, а наибольшую глубину (11022 м) – Марианский желоб в Тихом океане. Экваториальный радиус Земли составляет 6375,75 км, полярные же радиусы неодинаковы: северный на 30 метров больше южного и равен 6355,39 км, (соответственно, южный - 6355, 36 км).
Ось вращения Земли, проходящая через полюса и центр планеты, наклонена к плоскости ее орбиты на угол 66°33'22". Именно эта величина определяет продолжительность дня и ночи на разных широтах и существенно влияет на тепловые (климатические) характеристики различных поясов Земного шара. Один оборот вокруг своей оси Земля совершает за 23 ч 56 мин 4 с, этот промежуток времени называют звездными сутками, а сутки, в которых ровно 24 часа, называют средними или солнечными сутками.
Единственный спутник Земли Луна имеет размеры, близкие к размерам Меркурия, ее диаметр составляет 3476 км, а плотность вещества – 3,34 г/см3. Средний радиус лунной орбиты – 384,4 тыс. км, минимальное и максимальное расстояния между центрами Земли и Луны составляют соответственно 356 и 406 тыс. км. Орбита Луны наклонена к орбите Земли на 5 градусов. Период вращения Луны вокруг своей оси абсолютно совпадает с периодом ее обращения вокруг Земли, поэтому с Земли можно видеть только одно лунное полушарие. Из-за отсутствия атмосферы и гидросферы, а также вследствие большой продолжительности солнечных суток не Луне (29,5 земных суток) температура лунной поверхности изменяется от -170°С ночью до +120°С днем. Являясь ближайшим к Земле космическим телом, Луна с самых первых лет освоения космоса стала важнейшим объектом исследований. 2 января 1959 г. в сторону Луны была направлена первая советская автоматическая станция «Луна-1». В ноябре 1970 г. станция «Луна-17» доставила на лунную поверхность самоходный аппарат «Луноход-1». 21 июля 1969 г. Луна стала первым небесным телом, на котором побывали земляне – это были американские астронавты Нейл Армстронг и Эдвин Олдрин.
Линии сечения земного шара плоскостями, параллельными экваториальной, называют параллелями, а линии сечения плоскостями, проходящими через ось вращения Земли – меридианами. Каждой параллели соответствует своя широта (северная или южная), а каждому меридиану – своя долгота (западная или восточная). Совокупность параллелей и меридианов называют географической сеткой, с ее помощью определяют географические координаты любой точки на поверхности Земли.
Географическая широта произвольной точки – это угол между плоскостью экватора и проходящей через эту точку нормалью (отвесной линией), широта изменяется от нуля (на экваторе) до 90 градусов. Долгота – это угол между меридиональной плоскостью данной точки и плоскостью некоторого меридиана, условно принятого за начальный (такой начальный меридиан проходит через Гринвичскую астрономическую обсерваторию* и называется Гринвичским). Долгота изменяется в пределах от нуля до 180°, меридиан, которому соответствует широта 180° является линией смены дат.
Для удобства отсчета времени и временной координации деятельности людей поверхность Земли разделена (в первом приближении по меридианам) на 24 часовых пояса. Применять для отсчета времени систему часовых поясов предложил канадский инженер С. Флемингв 1879 г.,**, сегодня этой
системой пользуется весь мир. Изменению времени на 1 час должно соответ-
* В 1953 г. Гринвичская обсерватория переведена на 70 км к юго-востоку (в замок Херстмонсо), но нулевой меридиан по-прежнему проходит через Старую королевскую обсерваторию, основанную в 1675 г.
** На территории России и других постсоветских государств поясное время было введено с 1 мая 1924г. решением Совета Народных Комиссаров бывшего СССР.
ствовать изменение долготы на 15°, однако границы часовых поясов строго
совпадают с меридианами лишь в мировом океане, на суше смежные часовые пояса разделяют, как правило, не меридианы, а какие-либо близкие к ним (а иногда и не очень близкие) естественные или административные границы.
Наклон земной оси к плоскости эклиптики, как уже отмечалось, определяет широтные границы климатических зон (поясов). Центральный пояс земной поверхности, границами которого являются северный и южный тропики, называют тропическим, широта каждого тропика – 23° 26' 38''. В тропическом поясе Солнце два раза в год в полдень проходит через зенит, а на широте тропиков оно бывает в зените только один раз: в полдень 21 июня на северном тропике и 22 декабря - на южном.
Географические параллели, которым соответствует широта 66° 33' 22'' называют полярными кругами, область между полюсом и полярным кругом называют полярным поясом. Только за полярным кругом (т.е в более высокоширотной области) имеют место такие явления как полярный день и полярная ночь. Между полярным кругом и тропиком в каждом полушарии расположен умеренный пояс (область умеренного климата).