Занимательная география

Наша Земля — планета

Земля — одна из планет Солнечной системы (aster planetes в переводе с греческого — «блуждающая звезда»). В состав Солнечной системы, кроме Солнца, входят девять больших планет со спутниками, десятки тысяч астероидов (малых планет), комет и метеорных тел.

Земля — третья в порядке удаленности от Солнца планета, имеющая один спутник — Луну и принадлежащая к планетам земной группы (Меркурий, Венера, Земля, Марс). Они меньше, чем планеты-гиганты; средняя плотность каждой из них значительно превышает плотность воды; они окружены сравнительно разреженными атмосферами; имеют мало или совсем не имеют спутников и близки к Солнцу.

Диаметр Земли в 109 раз меньше диаметра Солнца. Ее масса примерно в 333 000 раз меньше массы Солнца. Масса же всех планет составляет всего лишь около 0,1 % от массы Солнца, поэтому оно силой своего притяжения управляет их движением. Большие планеты и подавляющее большинство малых обращаются вокруг Солнца по эллиптическим орбитам.

Как и все планеты Солнечной системы, включая астероиды, Земля обращается вокруг Солнца в одном и том же направлении, а ее орбита, как и орбиты других планет, лежит в одной плоскости, которая называется плоскостью эклиптики. Плоскости планетных орбит почти полностью совпадают с плоскостью экватора Солнца, которое тоже вращается вокруг своей оси и в том же направлении, что и планеты.

Узнать обо всем этом нам помогла наука о строении и развитии небесных тел и всей Вселенной — астрономия, одним из разделов которой является космогония, занимающаяся, в частности, изучением происхождения и развития небесных тел и их систем. Основная проблема космогонии связана с поиском ответа на вопросы: как могла возникнуть система, подобная Солнечной, и как могла произойти наша Земля?

Как могла возникнуть наша планета

Американский астроном Хэрлоу Шепли насчитал 14 гипотез о том, как могла возникнуть наша планета. Представим себе, что мы присутствуем на дискуссии, в которой принимают участие некоторые из авторов этих гипотез.

— Первоначально был хаос. В огромной рассеянной неподвижной туманности из пылинок, находящихся в хаотическом движении, стали образовываться при их столкновении всевозможные твердые частицы. Из них формировались космические тела! Сначала — Солнце, а несколько позже — планеты! — открыл прения немецкий философ XVIII в. Иммануил Кант.

— Не совсем так, — поправил его французский математик и астроном Пьер Симон Лаплас. — Первичная туманность с самого начала медленно вращалась. Первоначально она была горячей, но до мере охлаждения сжималась, а скорость ее вращения росла. В результате она приняла приплюснутую форму и в конечном счете расслоилась на кольца, из которых впоследствии образовались планеты. Уплотнившаяся центральная часть туманности превратилась в звезду — Солнце, снабжавшее ближайшие планеты светом и теплом.

— Я утверждаю, — вмешался английский физик и астроном Джеймс Джинс, — что своим рождением Земля обязана Солнцу. Да, Солнцу! И кроме того, случайно прошедшей мимо него звезде. Произошла катастрофа. Чужая звезда своим мощным притяжением вырвала у Солнца клочок вещества, из которого и образовались, постепенно уплотняясь, планеты.

— Согласен, что Солнце, — вступил в спор русский ученый О. Ю. Шмидт. — Солнце — виновник образования планет. Только все происходило иначе. Солнце при своем вращении вокруг оси Галактики несколько миллиардов лет назад прошло сквозь облако космической пыли и увлекло за собой силой притяжения часть этого облака, оказавшись в дальнейшем внутри этого обширного роя твердых частиц, которые вращались вокруг него по эллиптическим орбитам. Пылинки и твердые тела, кружившие вокруг Солнца, сталкивались друг с другом и при столкновении теряли часть своей кинетической энергии. Сначала это привело к уплотнению роя частиц, а когда плотность роя достигла значительной величины, частицы начали слипаться и образовывать сгущения. Сгущения неоднократно распадались и вновь восстанавливались, но постепенно все же увеличивались в размерах и в конце концов сложились в планеты. Каждая планета захватывала часть космической пыли, из которой образовались спутники. Холодные вначале планеты разогревались под действием радиоактивных элементов, которые собирались в наружных слоях, постепенно прогревая внутренность планетного шара.

— Совершенно верно, я тоже считаю, что огромную роль в возникновении Солнечной системы сыграла газово-пылевая туманность, — согласился академик В. Г. Фесенков. — Только она не была захвачена Солнцем, Просто Солнце и планеты образовались из одного и того же облака. Сначала образовалось Солнце. Из остатков пыли и газа образовались планеты. Только рождение их происходило по-разному. На большом расстоянии друг от друга и от Солнца, где было больше легких газов и гелия, возникли планеты-гиганты. Ближе к Солнцу, постепенно уплотняясь и теряя водородно-гелиевую атмосферу, появились планеты земной группы, и среди них — двойная планета Земля-Луна.

— Да, согласен. Действительно, на орбите Земли образовалась, в сущности, двойная планета Земля-Луна, — вступил в диспут автор учебника «Общее землеведение», ученый Л. П. Шубаев. — Я всегда стараюсь объяснить учащимся и студентам, как и почему это могло произойти. Луна хотя и является спутником, но относительно Земли довольно велика (только в 81 раз меньше) и находится на столь близком расстоянии (384 400 км), что фактически образует с нею систему двух планет. Это произошло потому, что в этой части газово-пылевого облака была такая большая масса материи и так велик вращательный момент, что сосредоточение всего вещества произошло сразу в двух центрах. Второй центр конденсации — Луна — взял на себя избыток вращательного момента и этим обеспечил устойчивость Земли, иначе она не могла бы отвердеть как единое тело. В дальнейшем эволюция двойной планеты Земля-Луна шла в направлении замедления вращения и взаимного удаления.

— Началом начал, — высказал свое мнение другой ученый, В. И. Попов, — был все тот же межзвездный газ, протоматерия, породившая сначала сгущение — протосолнце. Из рассеянных повсюду частиц возник диск, потом в нем появилось уплотнение — зародыш будущей звезды. Причиной тому послужили электромагнитные поля. В уплотненном центре туманного диска нарастали температура и давление, а затем начались термоядерные реакции. Началась бурная жизнь новорожденной звезды. Солнце бурлило, и 5 млрд лет назад выбросило в космос куски своего вещества. Появились протопланеты, и в их числе — Земля, расслоившаяся позднее на мантию и ядро.

— Согласно современным представлениям, — уточнили авторы книги «Мир Географии», — Солнечная система образовалась из облака разреженного газа и пыли, которое состояло в основном из сгущений водорода. Внешним импульсом, который вывел облако из равновесного состояния и обусловил начало интенсивной конденсации, был гигантский взрыв сверхновой звезды, находившейся в непосредственной близости (конечно, по астрономическим меркам). При подобных взрывах во Вселенной происходит синтез атомов тяжелых радиоактивных элементов, в том числе урана и тория. При разлете вещества сверхновой звезды протопланетное облако получило эти тяжелые элементы, которые вторглись, внедрились в него. Постепенно гравитационные силы вызвали сжатие облака. Его плотность и масса у центра стали возрастать, и облако приобрело форму правильного диска. Благодаря энергии гравитационного сжатия Солнце начало светиться, а удаленная от него материя постепенно сконцентрировалась в солярное облако, в котором путем сгущения холодной, рассеянной материи стали формироваться протопланеты. Продолжая медленно сжиматься, Солнце достигло примерно современной величины, но еще имело оранжевое свечение. Вокруг него осталось сравнительно немного протопланет. Когда Солнце достигло состояния устойчивого излучения, они приняли сферическую форму, а вся Солнечная система приобрела свое современное строение. Строение земного шара, который отчетливо делится на сферы — внутреннее и внешнее ядро, нижнюю и верхнюю мантию, земную кору, гидросферу и атмосферу, — результат дальнейшей длительной дифференциации вещества, его разделения по плотности.

Завершая эту необычную дискуссию, академик Б. В. Ляпунов высказался так: «Хотя иные из этих гипотез объясняют очень многое, однако ни одна, даже самая лучшая из них, не может дать ответ на вопрос о том, как же в действительности могла возникнуть наша планета».

Как представляли себе землю древние народы

Известно, что Земля, как и все планеты Солнечной системы, имеет шарообразную форму. Такое представление о ее форме сложилось не сразу (рис. 1, 2). Древнейшие народы обычно представляли Землю плоским пространством, над которым распростерся твердый купол неба. Однако по мере накопления наблюдений постепенно сформировалось представление о выпуклой форме Земли. Скрывающиеся за горизонтом морские суда, а на суше предметы, лучи восходящего Солнца, освещающие сначала вершины, а потом основания гор, и другие явления и факты заставили признать, что Земля имеет форму выгнутого вверх щита или купола. Такое представление людей о форме Земли надолго завоевало себе право на существование и, конечно, нашло свое отражение в сказаниях и сказках.

1. «На вопрос учительницы географии:

— Разве тебе неизвестно, что Земля — шар?

Волька ответил:

— Если бы Земля была шаром, воды стекли бы с нее вниз, люди умерли бы от жажды, а растения засохли. Земля имела и имеет форму плоского диска и омывается со всех сторон величественной рекой, называемой Океан. Земля покоится на шести слонах, а те стоят на огромной черепахе. Вот как устроен мир, о учительница!» (Рис. 2а)

Почему Волька ответил именно так?

2. Ответ на вопрос № 1 поможет вам разобраться и в этом:

«— Расскажи-ка, что такое горизонт?

— Горизонт? Горизонтом называется воображаемая линия, которая… Горизонтом, — поправился он, — я назову ту грань, где хрустальный купол небес соприкасается с краем Земли.

— Значит, как же? — Все еще не верила собственным ушам Варвара Степановна. — Значит, небо, по-твоему, — твердый купол?

— Твердый.

— И, значит, есть такое место, где Земля кончается?

— Есть такое место».

Именно в таком месте герой сказки П. П. Ершова «Конек-Горбунок» заканчивает свое путешествие по земле и продолжает его уже по небу:

Почему у героев этих сказок сложилось такое представление о Земле и небе?

3. Какой знаменитый ученый древности еще в IV в. до н. э. не только разделял учение о шарообразности Земли, но и первый научно доказал это? Какой убедительный аргумент сумел он привести в качестве неоспоримого доказательства этого факта?

Ответы [1]

Как люди узнали, что Земля — шар

Известно, что правильное представление людей о форме Земли сформировалось еще в IV в. до н. э., когда знаменитый древнегреческий ученый Аристотель научно доказал, что Земля — шар.

Дальнейшее доказательство шарообразности Земли было получено учеными при наблюдении за Луной во время полных лунных затмений. А предсказывать сроки их наступлений на много лет вперед люди научились очень давно. Вспомните, как умело воспользовался знанием сроков наступления полного лунного затмения знаменитый мореплаватель Христофор Колумб, 1 марта 1504 г. «отняв», а затем милостиво «возвратив» ночное светило перепуганным туземцам и таким образом добившись от них помощи, в которой нуждалась его голодающая команда, потерпевшая кораблекрушение вблизи острова Ямайка.

Что же собой представляет затмение Луны? Оно происходит тогда, когда тень Земли падает на Луну (рис. 3). Являясь спутником Земли, Луна вращается вокруг нее. И Земля, и Луна собственного света не излучают, но, освещенные Солнцем, они, как и любой непрозрачный предмет, отбрасывают тень. Периодически Луна попадает в тень Земли, и тогда мы видим, как ее диск начинает постепенно затемняться с восточной стороны. Когда Луна попадает в тень Земли полностью или частично, происходит полное или частичное затмение Луны. Лунные затмения бывают до трех раз в году и только в полнолуние. На расстоянии, равном расстоянию от Земли до Луны, земная тень имеет диаметр около 9000 км. Диаметр же Луны составляет всего 3400 км. Поэтому лунные затмения могут продолжаться 2–3 часа, так как необходимо время на то, чтобы Луна полностью оказалась в тени Земли (полностью исчезла), а потом полностью вышла из нее.

Известно, что каждый предмет отбрасывает тень такой формы, какую имеет сам, А так как тень Земли, которую она отбрасывает на Луну во время лунных затмений, всегда круглая, то Земля имеет шарообразную форму. К этому выводу пришли и древние греки.

Научный спор, который продолжался 50 лет!

До второй половины XVII в. считалось, что Земля имеет форму правильного шара. Но потом были обнаружены факты, заставившие усомниться в истинности подобного представления. Стали выдвигаться научные гипотезы, в которых доказывалось, что этого быть не может. Невероятно продолжительный по времени (50 лет!) научный спор относительно формы Земли разгорелся между знаменитым английским ученым Исааком Ньютоном и хорошо известными в ученом мире директорами Парижской обсерватории, отцом и сыном Джованни и Жаком Кассини. Причем каждый из ученых приводил веские аргументы в доказательство того, что Земля не может иметь форму шара. Ньютон утверждал, что Земля у полюсов сплюснута, а по экватору вытянута, т. е. имеет форму сфероида (шара, слегка приплюснутого с полюсов), так как ее фигура создается под действием сил двоякого рода: во-первых, сил тяготения, которые на Земле в сотни раз больше, чем сцепление у стали, во-вторых, центробежной силы, возникающей в результате вращения Земли вокруг своей оси.

Для проверки правильности утверждения Ньютона Французская академия наук поручила Джованни Кассини измерить дугу меридиана на севере и на юге Франции длиной в 1°. Северная дуга у него оказалась короче южной. Получалось, что Земля не сплюснута, а, наоборот, вытянута с полюсов, подобно лимону. Защищая мнение отца, Жак Кассини, ставший после его смерти директором Парижской обсерватории, написал книгу, в которой пытался доказать, что Земля имеет форму лимона.

Чтобы решить, кто же из ученых прав, Французская академия наук снарядила в 1735 г. две экспедиции: одну к Северному полярному кругу, в Финляндию и Швецию, другую к экватору, в Перу. В результате тщательной восьмилетней работы экспедиций, в ходе которых было проведено очень точное измерение длины градуса меридиана, выяснилось, что прав был Ньютон. Земля — сфероид, или эллипсоид, т. е. фигура, полученная вращением эллипса на малой оси. Очевидно, что у сфероида меридианы — не круги, а эллипсы, и экваториальный радиус больше полярного, правда, всего на 21,4 км. Последующие, еще более тщательные измерения позволили обнаружить, что Земля — тело геометрически неправильное, которое назвали геоидом.

Если бы мы посмотрели на Землю из космоса

Лик Луны в любой из ее фаз хорошо знаком каждому жителю Земли. А вот как выглядит из космоса Земля, которая тоже является светилом? Какой бы мы увидели ее, оказавшись на Луне или другой планете Солнечной системы?

Конечно, нам хорошо знакомы фотографии Земли из космоса, которые были сделаны при помощи камер, установленных на ракетах. На самых первых из них, сделанных из ближнего космоса, хорошо видна кривизна Земли. На более поздних снимках, где удалось запечатлеть всю Землю, преобладают три цвета — белый (облака), синий (море) и разные оттенки желтого и коричневого (пустынные территории). Вдоль экватора на многих фотографиях почти всегда просматривается широкий облачный пояс. В умеренных широтах разбросаны белые спирали циклонических вихрей. Арктика и Антарктика тоже одеты в шапки облаков. Зато довольно хорошо видны районы пустынь, полупустынь и степей.

Но особенно большое впечатление производят снимки из дальнего космоса, на которых наша планета заснята висящей в пространстве. Она летит, вокруг пусто. И мы понимаем, что она совсем не велика, что она неповторима, что она заслуживает и требует бережного к себе отношения и что она — одна на все человечество, на всех нас! Этого чувства не испытываешь, разглядывая простую карту полушарий.

Совсем по-другому будет выглядеть неповторимая наша планета для наблюдателя, оказавшегося на Луне или на других планетах Солнечной системы. Так, находящемуся на Луне Земля будет казаться большим диском, поперечник которого в 4 раза превосходит лунный диск, видимый с Земли в полнолуние. На Луне можно наблюдать восход и закат Земли и разные ее фазы — от узкого серпа до полной Земли, Только по времени земные фазы точно противоположны лунным. Когда на Земле наблюдается полнолуние, она обращена к Луне своей темной половиной, и на Луне наступает «новоземлие». Когда же на Земле новолуние, на Луне — «полноземлие», и с Луны Земля видна как полностью освещенный диск, свет которого почти в 100 раз сильнее лунного света у нас. Это обусловлено более крупными размерами Земли, следовательно, и более крупными размерами ее диска, который по площади в 14 раз больше лунного, а также тем, что Земля лучше отражает солнечные лучи, потому что она окутана атмосферой, имеющей более светлую окраску.

Если рассматривать Землю с Луны, то сразу же бросится в глаза, что более половины ее диска занято причудливыми пятнами и спиралями вихрей, облаков и туч, в промежутках между которыми можно рассмотреть контуры материков, очертания берегов, ареалы лесов, степей, пустынь, пятна снегов и цепи гор, не очень четко проступающие сквозь голубую дымку атмосферы.

С Венеры, находящейся от Земли на расстоянии 40 млн км, космические путешественники увидели бы нашу планету такой, какой мы видим Венеру, но менее яркой, потому что при почти одинаковых с Венерой размерах Земля отражает почти в два раза меньше падающих на нее солнечных лучей.

Если смотреть на Землю с Марса, то она будет казаться очень яркой звездой чуть голубоватого оттенка. Рядом с ней можно разглядеть и ее верного спутника — Луну.

А теперь представьте себе, какой увидят через иллюминатор космического корабля нашу планету космические путешественники, когда они посетят Международную космическую станцию — МКС!

Форма и размеры Земли

С конца XVII в., когда стало ясно, что Земля не является правильным шаром, а имеет форму сфероида или эллипсоида вращения на малой оси, получили широкое применение методы точных градусных измерений на местности, На их основании и были вычислены размеры Земли.

Наиболее правильное и точное определение размеров и формы земного эллипсоида было проведено крупнейшим советским ученым-геодезистом Ф. Н. Красовским и его сотрудниками на основании данных, полученных при обработке градусных измерений СССР, Западной Европы к США. Размеры земного эллипсоида такие:

• экваториальный радиус, или большая полуось — 6378,160 км (а);

• полярный радиус, или малая полуось — 6356,777 км (б);

• разность между экваториальным и полярным радиусами (а-б) — 21,4 км;

• средний радиус Земли, за который принято считать радиус шара, одинакового по объему со сфероидом Земли — 6371,032 км;

• площадь поверхности земного сфероида — 510,2 млн км²;

• объем Земли — 1083 млрд км³;

• длина окружности по экватору — 40 075,7 км;

• длина окружности по меридиану — 40 008,5 км.

Современная фигура Земли соответствует современному состоянию ее развития. По всей вероятности, образовавшаяся из холодных и твердых планетезималий Земля первоначально имела неправильную форму, лишь приблизительно напоминавшую шарообразную. Позднее, в процессе вращения, сопровождавшегося перемещениями земного вещества, форма ее становилась все правильнее, хотя и к настоящему времени она не стала еще точным сфероидом. Тщательные градусные и гравиметрические измерения (измерения силы тяжести в различных точках земной поверхности) позволили определить, что Земля — тело геометрически неправильное. Это тело, истинная форма которого и до сих пор неизвестна, назвали геоидом. Но геоид так мало отличается от сфероида, а сфероид от окружности, что во многих случаях можно пренебречь этими отклонениями и рассматривать Землю как шар.

4. Известно, что, подобно всем планетам Солнечной системы, Земля измерена, и все основные данные, относящиеся к ней, были получены из наблюдений, которые проводились с ее поверхности. Как же удалось измерить Землю? Кто, когда и как впервые произвел довольно точные измерения земного шара?

5. Почему размеры Земли играют важнейшую роль в жизни этой единственной в Солнечной системе обитаемой планеты? Какому другому интересному и жизненно важному для нее географическому явлению обязана она своей формой?

Ответы [2]

1. Какую форму имеет Земля? Укажите правильный ответ.

а) шара;

б) сфероида или эллипсоида;

в) геоида.

2. В каком соотношении находятся полярный и экваториальный радиусы Земли?

а) полярный радиус Земли больше экваториального;

б) полярный радиус Земли равен экваториальному;

в) полярный радиус Земли меньше экваториального.

3. Какие из перечисленных явлений и фактов являются аргументами для доказательства: а — выпуклости Земли; б — шарообразности Земли?

1. Форма тени Земли, которая падает на Луну при лунных затмениях.

2. Разница во времени освещения вершин и подножий гор при восходе или заходе Солнца.

3. Постоянство круглой формы видимого горизонта в любом месте Земли на открытой поверхности.

4. Отражение звездного неба в больших водных пространствах, как в выпуклом зеркале.

5. Постепенное исчезновение корабля при удалении от берега или постепенное его появление из-за линии горизонта, когда он приближается к берегу.

6. Кругосветные путешествия в одном направлении.

7. Постепенное увеличение радиуса видимого горизонта с высотой, независимо от применения наблюдателем оптических приборов.

8. Изменение вида звездного неба и высоты звезд при перемещении наблюдателя по меридиану из Северного полушария в Южное.

9. Результаты полетов искусственных спутников Земли, космических кораблей и наблюдений с орбитальных станций.

10. Равенство результатов всех перечисленных наблюдений в любой точке Земли и по любым направлениям.

Ответы [3]

По горизонтали:

3. Единственный естественный спутник Земли.

4. Третья в порядке удаленности от Солнца планета, на которой сочетание благоприятных планетарных и космических условий обеспечило возможность появления жизни и развитие органического мира.

6. Форма Земли, отождествляемая с идеально правильной шарообразной геометрической фигурой.

7. Точки пересечения оси вращения Земли с земной поверхностью.

9. Форма Земли, отождествляемая с шарообразной геометрической фигурой, которую приобрела наша планета вследствие вращения ее вокруг своей оси и небольшого сжатия с полюсов под влиянием центробежной силы, возникающей при этом вращении.

По вертикали:

1. Орбита, по которой Земля вращается вокруг Солнца.

2. Наука о Земле.

5. Истинная индивидуальная форма Земли.

8. Местоположение Солнца относительно планет Солнечной системы, каждая из которых вращается вокруг него по своей орбите.

Ответы [4]

Как люди узнали, что Земля движется

Когда-то люди думали, что Земля стоит неподвижно, а вокруг нее вращается небо. Такое объяснение давала и первая геоцентрическая теория строения мира. Согласно этой теории, в центре Вселенной находится неподвижная Земля, вокруг оси которой вращается небесная сфера. Необходимо было объяснить несовпадение петлеобразных траекторий блуждающих звезд (планет), а также перемещений Солнца и Луны с общим движением небесного свода. Ученые, точку зрения которых позднее разделил и Аристотель, допустили существование не одной, а нескольких небесных сфер. Их число за три века достигло 56!

Лишь во II в. до н. э. один из величайших астрономов древности Клавдий Птолемей создал стройную картину строения мира, просуществовавшую более 1000 лет. Согласно ей, все планеты двигались вокруг Земли, расположенной в центре мира, по окружностям, и, кроме того, каждая из них совершала движение по вторичной окружности меньших размеров (эпициклу), За последней окружностью самой дальней планеты Сатурн располагалось «небо неподвижных звезд» (рис. 4).

В центр мира поставил Солнце только Николай Коперник. С появлением телескопа Галилео Галилей сумел доказать, что и Солнце движется вокруг своей оси. Правда, и Коперник, и Галилей считали, что все планеты вращаются вокруг Солнца по окружностям. О том, что Солнце находится не в центре окружности, а в одном из фокусов эллипса, по которому совершает движение Земля, сумел после долгих вычислений доказать Иоганн Кеплер. Он открыл закон движения планет, первое положение которого сформулировал так: «Все планеты движутся по эллипсам, в одном из фокусов которого (общем для всех планет) находится Солнце». С открытием этого закона перед учеными встал следующий вопрос: в чем же причины этой замечательной закономерности? Успешно решить эту задачу удалось И. Ньютону.

Совершая два главных движения — суточное вокруг воображаемой оси) и годовое (вокруг Солнца), Земля удерживается от него на определенном расстоянии — порядка 150 млн км. Удерживаться на таком расстоянии и через год снова возвращаться в прежнее положение ей помогают постоянное притяжение Земли к Солнцу и центробежная сила, возникающая в результате быстрого движения Земли вокруг Солнца.

В десять раз быстрее артиллерийского снаряда

Известно, что Земля совершает одиннадцать различных движений, из которых для нее наиболее важными являются три: суточное вращение вокруг своей оси, годовое вращение по эллипсу вокруг Солнца и вращение вместе с Луной вокруг их общего центра тяжести.

Период, за который Земля совершает полный оборот вокруг своей оси, называется сутками. Продолжительность суток может быть определена по Солнцу и по звездам. В зависимости от этого различают солнечные сутки и звездные. Солнечными сутками называется промежуток времени между двумя последовательными прохождениями центра Солнца через меридиан места наблюдения. Поскольку Земля движется вокруг Солнца в том же направлении, в котором она вращается вокруг своей оси, т. е. с запада на восток, солнечные сутки немного длиннее того времени, за которое Земля в действительности совершает этот оборот, а именно за 23 часа 56 минут и 4 секунды. Это действительное время суточного оборота Земли называется звездными сутками. Оно определяется временем между двумя прохождениями звезды через меридиан данного места. Однако счет времени мы ведем не по звездным суткам, как и не по солнечным, а по средним, т. е. таким, продолжительность которых равна средней длине суток в течение года — 24 часа. Совершая полный оборот (360°) вокруг своей оси за сутки, Земля поворачивается за час на 15° (360/24 = 15).

Не менее важным, чем суточное, является годовое движение Земли вокруг Солнца. Это движение она совершает, вращаясь вокруг Солнца со скоростью 30 км/с, т. е. в десять раз быстрее артиллерийского снаряда. Период обращения Земли, равный 365 дням 6 часам 9 минутам и 9 секундам, за который она совершает один оборот вокруг Солнца, называется звездным годом. Орбита, по которой движется Земля, представляет собой эллипс, в одном из фокусов которого расположено Солнце. Поэтому Земля, совершая годовое движение, то приближается, то удаляется от Солнца, и расстояние между ними изменяется от 152,1 млн км (в афелии) до 147,1 млн км (в перигелии). Чтобы хоть как-то представить себе среднюю величину этого расстояния (149,5 млн км), обычно предлагается вообразить себе скорый поезд, который безостановочно движется со скоростью 100 км/ч. Чтобы преодолеть это расстояние, ему понадобилось бы 170 лет. Ось суточного вращения Земли, всегда направленная на Полярную звезду и образующая с плоскостью земной орбиты угол в 66°33′, устойчиво сохраняет при годовом движении свое направление в пространстве и обусловливает смену времен года (рис. 5).

6. Какие удивительные явления на Земле обусловлены ее суточным вращением?

7. Почему высота Солнца над горизонтом в течение года изменяется? Почему в Северном полушарии, где мы живем, зима наступает, когда Земля ближе всего расположена к Солнцу, а лето — наоборот, когда она от него дальше?

8. Одним из следствий суточного вращения Земли является смена дня и ночи, которая наступает в разных ее пунктах в разное время. Принято, что новая календарная дата в каждом пункте начинается в полночь. В разных пунктах нашей планеты полночь наступает в разное время. Это часто приводит к недоразумениям, в особенности при кругосветных путешествиях. Каким?

Ответы [5]

Пропавший день

6 сентября 1522 г. в устье испанской реки Гвадалквивир вошел корабль «Виктория». В сентябре 1519 г. он в составе флотилии под командованием Фернана Магеллана отправился в первое кругосветное путешествие. И вот теперь, спустя ровно три года, этот единственный уцелевший после долгих скитаний корабль возвращался к родным берегам. Но как были удивлены члены экипажа «Виктория», когда узнали, что в пути они потеряли… один день.

Капитан Себастьян Элькано, возглавивший экспедицию после гибели Магеллана, и участник плавания Антонио Пигафетта, который вел подробный дневник путешествия, тщетно старались обнаружить «пропажу», тщательно, страница за страницей проверяя ежедневные записи в судовом журнале. Однако все усилия их оказались безрезультатными, им так и не удалось найти «пропавший» день. Весь экипаж «Виктории» считал день возвращения на родину средой, хотя, как им объявили встречающие, они ступили на родной берег в четверг.

Объяснение тому, как и почему это произошло, было найдено уже позднее. Окружность Земли составляет 360°. Полный оборот она совершает за 24 часа, т. е. путь в 1° за 4 минуты. Флотилия Магеллана вышла из Европы на запад в направлении, противоположном движению Земли вокруг своей оси. Следовательно, для экипажа «Виктории», уплывшего в западном направлении и возвратившегося с востока, дни увеличивались на 4 минуты столько раз, сколько в этом направлении он прошел градусов, в данном случае — 360°, т. е. в общей сложности — 4 минуты х 360° = 24 часа, или одни сутки. Вот мы с вами и нашли день, «пропавший» у участников первого кругосветного путешествия.

Русская экспедиция, открывшая Антарктиду, пробороздила с востока на запад все три океана, омывающие берега нового континента. Исследователи двигались в том же направлении, в каком вращается вокруг своей оси Земля, и у них оказался один «лишний» день. Начальник экспедиции Ф. Ф. Беллинсгаузен в связи с этим событием сделал в своем дневнике такую запись: «Мы прошли 360 градусов кругом света. От ежедневного ускорения полдня составилось 24 часа, почему я приказал на шлюпе „Восток“ считать третьим числом февраля два дня сряду и об исполнении сего на шлюпе „Мирном“ сделал сигнал телеграфом. Матросы наши слыхали о таковых переменах от собратий своих, возвратившихся из путешествий вокруг света, но полагали, что издалека возвращающиеся путешественники, дабы обращать на себя больше внимания, непременно должны рассказывать небывалое…»

Чтобы не было путаницы со днями недели, по международному соглашению установили линию перемены дат. Эта международная «граница дат» проведена в обход населенных пунктов приблизительно по меридиану 180° от Гринвича.

9. Эта единственная точка Северного полушария не участвует в суточном вращении Земли вокруг ее оси. Здесь нет суточной смены дня и ночи, нет долготы, нет восточного, западного и северного направлений, а любая точка на поверхности Земли всегда расположена по отношению к ней только в одном направлении. Каком? Что это за точка?

10. Это место на Земле, помимо прочих особенностей, интересно тем, что совершает очень сложное движение то по раскручивающейся, то по скручивающейся спирали. 100 лет назад ученые обнаружили, что это место Земли, до сих пор считавшееся неподвижным, на самом деле подвижно. Общее отклонение его от среднего положения составляет 10 м в год. Выяснилось также, что и само среднее положение этой точки Земли, в свою очередь, движется в определенном направлении со скоростью 11–13 см в год. Что это за удивительное место на Земле? Почему даже немногие годичные сантиметры его дрейфа имеют для науки большое значение?

11. Планетарное положение Земли, ее форма, размеры и характер движения позволяют дать объяснение целому ряду важных и интересных географических явлений. Каких?

Ответы [6]

Гигантский магнит

Магнитные явления, наблюдаемые на земной поверхности, дают основание считать, что Земля, в отличие от своих ближайших соседей — Марса, Венеры, Меркурия и Луны, — является гигантским магнитом и обладает достаточно сильным магнитным тюлем (рис. 6). Его напряженность примерно в 20 000 раз больше, чем в межпланетном пространстве, и даже на расстоянии в 10 земных радиусов от поверхности Земли остается в 20 раз сильнее межпланетного поля. Ось магнитного поля Земли образует с осью ее вращения угол в 11°, поэтому магнитные полюса Земли не совпадают с географическими. Как и географические, магнитные полюса меняют свое положение, хотя их годовое смещение составляет лишь немногим более 20 км. Вот как менялись, например, координаты магнитного полюса Северного полушария Земли:

• 1890 г. — 79° с.ш.; 119° з.д.;

• 1946 г. — 74° с.ш.; 92° з.д.;

• 1950 г. — 74° с.ш.; 100° з.д.;

• 1958 г. — 70°5′30″ с.ш.; 96°45′3″ з.д.;

• 1970 г. — 71° с.ш.; 96° з. д;

• 1975 г. — 76° с.ш.; 100° з.д.;

• 1980 г. — 77,5° с.ш.; 102° з.д.

Сейчас Северный магнитный полюс находится в районе архипелага Свердруп (Арктическая Канада) на расстоянии 1400 км от Северного географического полюса. Каждый день он движется по эллиптической траектории и в среднем смещается за день более чем на 40 м к северу. Важно помнить, что, по существу, магнитный полюс Северного полушария является Южным, так как показывающий на север конец стрелки компаса, который мы называем северным, может притягиваться только южным полюсом магнита. Очевидно, что и в Южном полушарии, также в стороне от Южного географического полюса, находится Северный магнитный полюс.

Многолетние исследования ученых позволили установить, что магнитное поле Земли испытывает постоянные изменения. Обычно это очень медленные (вековые) изменения, как правило, протекающие плавно и спокойно. Однако в поведении магнитного поля Земли наблюдаются и внезапные, но очень резкие колебания, получившие название «магнитные бури». Установлено, что сильнее всего они проявляются у полюсов, тесно связаны с полярными сияниями, имеют одиннадцатилетнюю периодичность, совпадающую с ростом солнечной активности и бурями на Солнце и в магнитосфере, которые тоже происходят примерно через каждые 11 лет, в год активного Солнца.

Магнитное поле Земли играет огромную роль в жизни нашей планеты. Оно представляет собой естественный щит, оберегающий ее поверхность от космических лучей и «солнечного ветра» — потока частиц высоких энергий (электронов, протонов, ионов водорода и гелия), а также «космического ветра» — потока атомных ядер различных химических элементов, излучаемых звездами. В результате перехвата магнитным полем Земли этих потоков частиц вокруг нее образовались два радиационных пояса — протонный и электронный, расположенных соответственно на высотах 400 и 20 000 км. Считается, что наличие магнитного поля Земли обеспечило появление на ней жизни, развитие и существование биосферы.

Большое значение имеет изучение магнитного поля Земли для решения важных практических задач, первостепенной из которых была ориентация относительно сторон горизонта во время далеких путешествий и плаваний, особенно когда состояние погоды не позволяло определить направление движения по небесным телам. На помощь приходил магнитный компас — простой навигационный прибор, который открыл человечеству путь в Океан, создал целую эпоху в кораблевождении и до наших дней не потерял своего значения для использования в навигации.

Велика роль исследования магнитного поля Земли и для решения таких практических задач, как определение геологического возраста горных пород, изучение внутреннего строения Земли, поиск месторождений полезных ископаемых и т. д. Еще предстоит понять, почему только у Земли существует магнитное поле, что представляют собой его могучие источники, насколько глубоко погребены они в ее недрах. Ответы на эти вопросы помогли бы больше узнать об образовании и развитии нашей планеты, а также о возникновении и эволюции других планет Солнечной системы.

Удивительная история магнитной стрелки

Эта уникальная запись, сделанная почти 4000 лет назад в одной из китайских летописей, поведала нам удивительную историю о способности «особого камня», помогающего путешественникам ориентироваться во время далеких странствий: «…Идут караваны по бескрайним пескам пустыни Гоби. Солнце скрыто желтой пеленой пыли. Далеко от берегов Янцзы до кушанских царств, и нет к ним видимых хоженых троп. Трудно, ох как трудно пришлось бы караванщикам, если бы они не захватили с собой белый глиняный горшок, который они берегут пуще всех своих дорогих грузов, хотя нет в нем ни золота, ни жемчуга, ни слоновой кости. В сосуде на деревянном поплавке лежит коричневый камень, „любящий железо“. Он, поворачиваясь, все время указывает путникам сторону юга, а это, когда закрыто Солнце или не видно звезд, спасает их от многих бед, выводя к колодцам и направляя по верному пути».

Оказывается, в Китае уже тогда знали и умели использовать способность магнита устанавливаться одним концом на юг, другим на север. Известно, например, что более 3000 лет назад китайцы даже подарили послам, прибывшим из какой-то южной страны в Пекин с ценными подарками и миролюбивыми целями, но не сумевшим найти обратную дорогу на родину, удивительного провожатого — Чи-нана — укрепленного на передке тележки деревянного человечка с вытянутой вперед рукой (рис. 7). Куда бы тележка ни поворачивалась, рука Чи-нана всегда показывала на юг, так как внутри человечка был укреплен магнитный «камень». Это была одна из первых моделей современного магнитного компаса — указатель юга. Древние летописи Китая поведали нам и о том, что еще 300–400 лет до н. э. магнитный компас успешно использовался в стране не только для ориентирования на суше, но и на судах, уходивших в далекие плавания.

Древние китайские ученые в энциклопедию, составленную во II в. н. э., включили первое определение магнита: «Магнит — это камень, который дает направление железной игле», т. е. способен так ее намагнитить, что она сможет устанавливаться по направлению магнитного меридиана. Следовательно, китайские ученые первыми нашли способ создавать искусственные магниты (рис. 8).

Только 1000 лет спустя намагниченная игла стала применяться европейцами. Об этом поведал нам английский монах Александр Некэм в своем трактате, написанном в 1187 г.: «В пасмурные дни или в темные ночи, когда не видно небесных светил, моряки намагничивают железную иглу, продевают ее сквозь соломинку, плавающую на воде, и таким образом определяют, где север».

В 1269 г. французский ученый Пьер де Мерикур, известный больше как Перегрин, подготовил научный трактат о магнитах, где подробно описал свойства магнитного камня, сделал указания по определению полюсов магнита и о способе намагничивания железной иглы. Древние китайские ученые считали, что стрелку компаса притягивает Полярная звезда. Перегрин же утверждал, что магнитная стрелка «на самом деле поворачивается к полюсу», а следовательно, он уже тогда пришел к важному заключению, что действительной причиной ее движения является земной магнетизм и что «полюсы магнитных камней получают силу от полюсов мира», т. е. от магнитных полюсов Земли. Вероятно, он был первым, кто понял, что Земля сама создает силу, действующую на стрелку магнитного компаса. Ученый составил и подробное описание двух сконструированных им магнитных компасов, один из которых содержал плавающий магнит, второй — «сухую» намагниченную систему, вращающуюся вместе с вертикальной осью. Изображение этого компаса он снабдил шкалой, имеющей 360 делений, и специальной линейкой, с помощью которой стало легко измерять азимуты светил (рис. 9). К сожалению, модели магнитных компасов Перегрина в его время так и не нашли практического применения, поскольку и весь обстоятельный труд ученого по магнетизму, по сути, первый в Европе, был опубликован только через 300 лет.

Дальнейшее усовершенствование магнитного компаса, позволившее сделать его незаменимым навигационным прибором, провел в начале XIV в. искусный итальянский мастер Флавио Жиойя. Считается, что это он скрепил магнитную стрелку с бумажным кругом — картушкой, по краю которого нанес градусные деления, а к центру, для более удобного наблюдения за показаниями прибора при определении ветра, провел лучи, соответствующие 32 направлениям — румбам (рис. 10). Ему принадлежит и рисунок, получивший название «роза ветров», изображение которого стало эмблемой всего, что связано с далекими путешествиями.

Многие столетия безвестные талантливые мастера вносили свою лепту в дальнейшее совершенствование такого примитивного вначале «указателя севера», пока он спустя еще несколько столетий не был улучшен настолько, что стал показывать курс с высокой точностью.

Почему стрелка компаса изменила свое направление?

Долгое время ученые не могли правильно объяснить стремление магнитной стрелки устанавливаться в направлении север-юг. Впервые научное обоснование такого ее поведения было сделано в 1600 г. английским ученым Уильямом Гильбертом в трактате «О магните, магнитных телах и большом магните — Земле». В своем труде он писал, что Земля — магнит с двумя полюсами, силовые линии ее магнитного поля, вырываясь мощным потоком из одного ее полюса, огибают ее и возвращаются к другому (см. рис. 6). Вдоль этих невидимых линий и устанавливается свободно вращающаяся магнитная стрелка. Но хотя Гильберту и удалось частично разгадать причину ее поведения, многое еще осталось непонятным.

С одной из странных особенностей поведения магнитной стрелки пришлось столкнуться Христофору Колумбу во время его плавания через Атлантический океан, результатом которого явилось открытие Америки. Примерно на полпути 13 сентября 1492 г. рулевые обнаружили, что за 4 дня стрелка компаса отклонилась от направления на Полярную звезду на 12° к западу. Вот как об этом повествует запись в «Дневнике Колумба»: «Четверг, 13 сентября. За день и ночь прошли тем же путем на запад 33 лиги, исчислили тремя или четырьмя лигами меньше. В этот день игла компаса отклонилась к северо-западу, и то же повторилось на следующее утро.

Понедельник, 17 сентября… Плыл своим путем на запад и прошел за день и ночь 50 лиг. Отмечено, однако, было всего лишь 47… Видели часто траву, и ее было очень много. Пилоты взяли север и обнаружили, что иглы (компасов) отклоняются к северо-западу на большую четверть. Моряков охватили страх и печаль… Причина же заключалась в том, что казалось, будто движется сама звезда, а не игла (компаса)».

Впоследствии установили, что происходит это потому, что магнитный полюс Земли не совпадает с географическим. Впервые это было высказано фламандским картографом Герардом Меркатором. В 1580 г., предупреждая организаторов английской экспедиции в Индию вдоль северных берегов России, он писал; «Магнитный полюс не там, где полюс Земли, и потому стрелки компаса будут отклоняться к западу или востоку от севера, что собьет их с истинного пути».

Дело в том, что линии магнитных сил, идущие от одного магнитного полюса до другого, образуют магнитные меридианы, с направлением которых и должны всегда совпадать стрелки компасов. А так как магнитные полюсы не совпадают с географическими, магнитные меридианы тоже не могут совпадать с географическими меридианами (рис. 11). Угол, образованный направлением магнитной стрелки (т. е. магнитным меридианом) и географическим меридианом, получил название «магнитное склонение» или просто склонение (рис. 12). Его отсчитывают от севера к востоку или к западу до 180°, причем в первом случае называют восточным и обозначают знаком «+» (положительное склонение), во втором — западным и обозначают знаком «-» (отрицательное склонение).

«Явление магнитного склонения, — отмечал в „Комментарии к дневнику первого путешествия“ Я. М. Свет, — было известно и в Европе, и в странах Восточной Азии задолго до путешествия Колумба. Сохранились многочисленные свидетельства, относящиеся к XIII столетию, которые достаточно убедительно говорят об этом. Таким образом, нельзя приписывать Колумбу честь открытия магнитного склонения. Вероятно, до первого плавания Колумба в Европе не было известно западное магнитное склонение. Везде, где до этого плавали европейские моряки, магнитное склонение было восточным. Любопытны замечания Колумба о Полярной звезде. Полярная звезда была для моряков того времени единственной точкой, по которой они могли проверить правильность показаний магнитной стрелки. Необычное явление — отклонение магнитной стрелки к западу — заставило Колумба усомниться в постоянстве поведения Полярной звезды. Именно поэтому адмирал и говорит, что ему кажется, будто не стрелка компаса, а Полярная звезда совершает движение». Но когда экспедиция прибыла в Америку, Колумб был снова удивлен: стрелка компаса опять указывала на север.

А казалось, что все это легко объясняется!

В 1831 г. в зоне Канадского Арктического архипелага на расстоянии около 1000 км от Северного географического полюса Земли английский полярный исследователь Джон Росс открыл Северный магнитный полюс — место, где магнитная стрелка принимает вертикальное положение. Казалось, что непонятное поведение магнитной стрелки, так озадачившее Христофора Колумба во время его первого плавания к берегам Америки, нашло, наконец, объяснение: стрелка компаса устанавливается в направлении на Северный магнитный полюс. Попробуем проверить это, восстановив маршрут передвижения Колумба и полученные им во время плавания показания компаса. Очевидно, что если во время его плавания северный конец магнитной стрелки компаса поворачивался, указывая на Северный магнитный полюс, то самое большое отклонение ее от истинного меридиана должно было прослеживаться в начале пути, уменьшаясь по мере приближения мореплавателя к Америке. В действительности же самое большое магнитное склонение оказалось в середине пути. Значит, все не так просто, как кажется. Почему?

Многолетние наблюдения показали, что каждое место на Земле имеет свое склонение. По результатам магнитных наблюдений ученые стали составлять магнитные карты. Первую карту магнитных склонений составил в 1701 г. английский исследователь Эдмунд Галлей, Для составления таких карт на обычную карту наносились пункты, имеющие одинаковые склонения, а потом соединялись линиями — изогонами. Выяснилось, что эти линии, направленные к магнитным полюсам Земли, кривые. Кроме того, оказалось, что на поверхности Земли есть и пункты, величина склонения которых равна 0°. Соединив эти пункты, мы получим одну замкнутую кривую, проходящую через оба магнитных и оба географических полюса. Эта линия нулевого склонения называется агонистической линией и делит поверхность Земли на две большие области — область восточного и область западного склонения. Эти две не вполне равные части только приблизительно можно считать полушариями, так как магнитные меридианы (из-за неоднородного строения Земли и по ряду других причин) являются не окружностями, а более сложными кривыми. На карте магнитных склонений (рис. 13) видно, что в область западного склонения входят Атлантический океан, Западная Европа и Африка, а также восточные части Северной и Южной Америки, Область восточного склонения включает Тихий океан, большую часть Восточной Европы, Азии и Австралии, западные части Северной и Южной Америки. Исключение составляет часть Восточной Азии, где замкнутая кривая ограничивает значительную площадь, имеющую западное склонение. Как видно на карте магнитных склонений, все изогоны — кривые линии, а следовательно, можно предположить, что загадочное поведение магнитной стрелки, которому не смог дать объяснения Колумб, нашло наконец-то правильное разрешение.

Результатом постоянных многолетних наблюдений за магнитным склонением во многих обсерваториях Земли явилось сенсационное открытие: магнитное склонение в одних и тех же местах со временем изменяется. По данным многолетних наблюдений обсерватории Лондона установлено, что максимальное склонение магнитной стрелки зарегистрировано в 1940 г. (+11°), минимальное — в 1820 г, (-24°). Выяснилось, что и магнитные полюса Земли тоже перемещаются. Следовательно, карта магнитных склонений во время плавания Колумба отличалась от карт, созданных в настоящее время. Вот почему определенные нами по этой карте склонения будут отличаться от данных, полученных Колумбом. Исследования показали, что магнитная стрелка колеблется даже в течение суток. Причина же ее всегда беспокойного состояния в том, что она чутко отзывается на все изменения, которые происходят в гигантском магните — Земле. Для выявления причин изменения магнитного поля Земли во многих странах создана сеть магнитометрических станций, где регистрируются малейшие изменения показаний магнитной стрелки. По данным этих станций составляются и постоянно обновляются магнитные карты, на которых обязательно указывается год их составления.

Земля и ее оболочки

Изучая нашу планету, ученые выделили ряд присущих ей оболочек, или сфер: воздушную оболочку (атмосферу), жидкую оболочку (гидросферу) и литосферу — твердую оболочку, самую верхнюю часть которой называют земной корой. В начале XX в. учение о внешних оболочках Земли развил академик В. И. Вернадский, Он выделил прерывистую ледяную оболочку, которую известный советский гляциолог и физико-географ С. В. Калесник предложил назвать хионосферой, биосферу — область Земли, в которой развивается жизнь, и ноосферу — сферу разума. Более четверти века спустя еще один российский ученый, известный историк и географ Л. Н. Гумилев предложил рассматривать «все человечество… с географической точки зрения… как антропосферу — одну из оболочек Земли, связанную с бытием вида Homo sapiens». Наконец, ученые-географы выделили, как самостоятельную, оболочку Земли, в которой соприкасаются и взаимодействуют все перечисленные выше оболочки. По предложению академика А. А. Григорьева, она получила название географической оболочки Земли.

Самой верхней из внешних оболочек Земли является ее воздушная оболочка — атмосфера. Она в то же время является и самой легкой. Плотность ее воздуха даже в самых нижних слоях выражается тысячными долями (0,00129 г/см³). Плотность водной оболочки Земли — гидросферы — составляет уже около 1 г/см³. Под гидросферой располагается твердая земная кора — литосфера, Она состоит преимущественно из осадочных и кристаллических пород, средняя плотность которых 2,5–2,8 г/см³. Земная кора пронизана трещинами, из которых многие заполнены более тяжелыми, богатыми железом основными породами с плотностью 2,9–3 г/см³.

Геофизические исследования Земли, основанные на изучении колебаний земной коры, возникающих при землетрясениях или искусственных взрывах, показали, что наша планета имеет и внутренние оболочки, качественно отличные одна от другой. Действительно, если бы Земля была однородным телом, то сейсмические волны, вызванные искусственными взрывами, распространялись бы прямолинейно и с одинаковой скоростью. Изучение скоростей распространения различных волн в Земле показало, что земной шар состоит из ряда концентрических зон с различной плотностью и составом. По отражению упругих волн, вызванных землетрясениями, удалось установить и границы этих зон, а также сделать предложения о плотности вещества, температуре, давлении и других физических условиях в земных зонах. Согласно этим данным, внутреннее строение Земли можно схематически изобразить следующим образом (рис. 14). Верхние слои ее коры — это окаменевшие образования осадочных пород толщиной до 15–20 км. Следующий слой (зона А) мощностью от 8 до 60 км состоит из кристаллических пород (гранитов, диабазов, базальтов) и имеет среднюю плотность 2,6 г/см³ и давление 1000 атмосфер (атмосфера — единица измерения давления, равная давлению, которое производит столб ртути высотой в 760 мм на 1 см²; метрическая атмосфера соответствует давлению в 1 кг/см²). Мантия Земли (зоны В, С и D), имеющая толщину около 2900 км, состоит из окислов кремния, железа и марганца. Из-за огромного давления в оболочке Земли, которое возрастает до 7 х 10⁶ атмосфер, плотность ее вещества увеличивается почти в 2 раза, электропроводность становится такой, как у металлов, а температура возрастает до 2727 °C. Железоникелевое ядро Земли (зоны Е, F) имеет радиус около 3500 км. На границе ядра и мантии плотность земного вещества резко возрастает до 9,5 г/см³, а само оно изменяет свое физическое состояние, и в зоне Е, а частично и в зоне F, становится жидким. Сердцевина ядра — это твердый, раскаленный до температуры 4727–5727 °C шар, где плотность вещества повышается почти до 18 г/см³ под действием грандиозного давления, которое достигает нескольких миллионов атмосфер, а электропроводность ядра значительно превышает электропроводность мантии.

12. Сколько лет нашей Земле? Как удалось ученым определить ее возраст? Какие удивительные страницы ее каменной летописи помогли узнать это?

13. Что интересного знаете вы об оболочке Земли, которая получила название географической?

Ответы [7]

По горизонтали:

2. Прерывистая водная оболочка Земли, расположенная между атмосферой и земной корой и представляющая собой совокупность океанов, морей и континентальных водных бассейнов.

5. Самая верхняя и наименее плотная из всех земных оболочек, которая состоит из смеси газов, называемых воздухом.

6. Сфера разума, выделенная В. И. Вернадским.

8. Твердая оболочка Земли, состоящая из земной коры и части верхней мантии.

9. Комплексная оболочка Земли, где соприкасаются, взаимопроникают и взаимодействуют все оболочки Земли.

По вертикали:

1. Прерывистая оболочка Земли, расположенная в пределах слоя атмосферы, охватывающего земной шар в виде оболочки неправильной формы, внутри которой сочетание климатических условий способствует непрерывному накоплению твердых атмосферных осадков и обеспечивает возможность существования постоянно сохраняющегося снега и льда в виде ледников, ледниковых щитов и покровов материковых льдов.

3. Оболочка Земли, связанная с бытием вида Homo sapiens, выделенная Л. Н. Гумилевым.

4. Самая верхняя часть твердой оболочки Земли, толщина которой колеблется от 5 до 80 км.

7. Часть географической оболочки в пределах обитания живых организмов и местонахождения следов деятельности отмерших.

Ответы [8]