Результатами одновременного перемещения блоков горных пород в вертикальном и горизонтальном направлении являются т. н. сдвиги.
3. Рельефообразующие процессы. Экзогенные процессы
Сопровождающийся обновлением структуры земной коры кругооборот веществ невозможен без одновременного и постоянного воздействия как эндо-, так и экзогенных внешних процессов. Результатом их действия является возникновение различных неровностей земной поверхности, совокупность которых называется рельефом. В зависимости от соотношения внутренних и внешних сил формируются либо горные, либо равнинные типы рельефа. Причем если эндогенные процессы создают крупные неровности, то действие экзогенных процессов противоположно – они расчленяют и разрушают поднятия, при этом заполняя низины продуктами разрушения, т. е. выравнивают поверхность Земли.
Экзогенные процессы подразделяются на следующие типы:
1) разрушительные;
2) созидательные.
Горные породы, которые подвергаются разрушению, а затем скосу (денудации), откладываются (аккумулируются) в низменных областях, что и приводит к выравниванию рельефа.
Среди разрушительных экзогенных процессов можно выделить:
1) выветривание:
а) физическое – в результате температурного воздействия на горные породы;
б) химическое – в результате воздействия воды и растворенных в ней веществ);
2) смыв текучими водами;
3) снос ледниками.
Среди созидательных:
1) накопление осадков в низменностях и водоемах;
2) преобразование осадков в осадочные горные породы.
В зависимости от доминирования разрушительных или созидательных экзогенных процессов можно выделить, соответственно:
1) эрозионные формы рельефа (овраги, балки);
2) аккумулятивные формы рельефа (конусы выноса ручьев и рек).
Породы, вовлеченные в экзогенные процессы, с течением времени (в результате опускания земной коры) попадают в сферу действия эндогенных процессов, включаясь в новый цикл круговорота вещества.
4. Теория литосферных плит. Землетрясения и вулканизм
Теория литосферных плит, или теория перемещения материков – одна из гипотетических доктрин, тектонических гипотез, направленных на научное обоснование предположений о причинах движений и деформаций земной коры. Данная теория – одна из возможно истинных, т. к. в настоящее время вопрос о причинах тектонических деформаций нельзя считать окончательно решенным, поскольку главный предмет исследования (в данном случае это процессы в мантии Земли) недоступен для изучения.
В основе теории литосферных плит – представление о разделении литосферы на отдельные плиты, глубинные разломы. Глубинные разломы расположены в зонах раздвижения и столкновения литосферных плит, плавающих в пластичном слое верхней мантии, они характеризуются высокой сейсмичностью и вулканизмом. Границы литосферных плит в зонах столкновения или разрыва – это участки земной коры, которые подвижны, т. е. участки, образующие сейсмические пояса планеты.
Выделяются 5 крупнейших литосферных плит:
а) евразийская;
б) тихоокеанская;
в) американская;
г) антарктическая;
д) индо-австралийская.
Участок земной коры тем более стабилен, чем ближе он расположен к центру литосферной плиты.
Сейсмические пояса Земли – это области землетрясений и вулканизма.
Землетрясения – одно из проявлений эндогенных процессов: это подземные удары и смещения пластов земной коры. Участок земной коры, в котором происходит землетрясение, называется гикоцентром, участок земной поверхности, расположенный точно над гикоцентром, называется эпицентром землетрясения. Одной из форм проявления землетрясений является цунами – вызванная землетрясением (как правило, под дном океанов) гигантская волна. Вулканизм – совокупность явлений, обусловленных проникновением магмы из глубинных геосфер на поверхность Земли. Вулканические извержения бывают трех типов:
а) площадные (образующие значительные по площади лавовые плато);
б) трещинные (возникающие в областях разломов земной коры);
в) центрального типа (наиболее распространенный тип, при котором извержение магмы происходит по узкому каналу (жерлу); вулканы имеют форму конуса, на вершине которого находится кратер).
Тесты итогового контроля по теме "Литосфера и рельеф"
Вариант I
1. К литосфере Земли относятся следующие геосферы:
а) земная кора, верхняя и нижняя мантия;
б) А, В, С, D;
в) осадочный, гранитный и базальтовый слои, субстрат.
2. Геосферой, доступной непосредственному изучению, является:
а) мантия;
б) ядро;
в) земная кора.
3. Поваренная соль относится к ресурсам:
а) топливно-энергетическим;
б) гидроминеральным;
в) рудным;
г) горно-химическим минеральным.
4. Третьим по площади материком является:
а) Южная Америка;
б) Австралия;
в) Северная Америка.
5. Синклинали – это:
а) нарушения монолитности горных пород;
б) вогнутые книзу пласты земной коры;
в) радиальные тектонические перемещения.
6. Совокупность эндо– и экзогенных процессов создает:
а) волнообразные изгибы земной коры;
б) горные породы;
в) рельеф земной поверхности.
7. Глубинные разломы – это:
а) наиболее сейсмоопасные зоны планеты;
б) наиболее стабильные зоны;
в) центральные участки литосферных плит.
Вариант II
1. Слой Гуттенберга относится к:
а) земной коре;
б) мантии;
в) ядру.
2. Каменный уголь – это:
а) осадочная;
б) метаморфическая;
в) магматическая горная порода.
3. Какой из периодов кайнозойской эры продолжается в настоящее время:
а) палеогеновый;
б) неогеновый;
в) антропогеновый.
4. Расположите периоды в хронологической последовательности:
а) меловой;
б) силурийский;
в) четвертичный.
5. Большую часть поверхности планеты занимают области:
а) горные;
б) равнинно-платформенные;
в) ложе океана;
г) срединно-океанические хребты.
6. Основными морфоструктурами рельефа Земли являются:
а) ложе океана и подводные окраины материка;
б) равнинные и горные области;
в) океаны и материки.
7. Наиболее распространенными типами вулканических извержений являются:
а) трещинные;
б) извержения центрального типа;
в) площадные.
Тема 3 Атмосфера и климат
Вариант I
1. Общие сведения об атмосфере. Ее строение и состав
Атмосфера (от греч. atmos – "пар" и sphaira – "шар") – воздушная внешняя оболочка, окружающая "твердую" Землю. Атмосфера – это газовая среда, имеющая слоистое строение, причем каждый слой обладает особыми физическими и химическими свойствами (в т. ч. химическим составом).
Деление атмосферы на отдельные слои, или оболочки, отражает баланс основных энергетических процессов в ней, а именно изменение температуры с высотой. В атмосфере выделяют следующие слои:
1) тропосферу (ее толщина колеблется от 8–10 км над полюсами до 16–18 км на экваторе, она содержит около 80 % массы всей атмосферы, здесь формируются атмосферные осадки и происходит горизонтальное и вертикальное перемещение воздуха);
2) стратосферу (отделяется от тропосферы особым слоем – тропопаузой, содержит около 20 % массы атмосферы и располагается в промежутке от 8–18 км до 55 км от поверхности Земли);
3) мезосферу (от 55 до 80 км над поверхностью Земли – средний слой атмосферы, отделенный от стратосферы стратопаузой);
4) термосферу (от 80 км до 800–1000 км, слой, отделенный от мезосферы мезопаузой);
5) экзосферу (внешний слой атмосферы, называемый также сферой рассеяния, т. к. здесь происходит диссикация (рассеяние) атмосферы – некоторые частицы атмосферы ускользают в межпланетное пространство).
Химический состав атмосферы включает следующие элементы (с указанием процентного содержания):
1) азот – 78,08 %;
2) кислород – 20,95 %;
3) аргон – 0,93 %;
4) углекислый газ – 0,03 %;
5) водород, неон, гелий, метан, криптон и другие газы – около 0,1 %.
Кроме того, атмосфера содержит:
а) атмосферную воду (в виде пара, взвешенных капель и кристалликов льда);
6) аэрозольные компоненты (пыль почвенного, органического и космического происхождения, частички сажи, пепла, минеральных солей и т. д.).
Атмосфера необходима для естественного протекания большинства физических и химических процессов на поверхности Земли, а также для поддержания и развития органической жизни.
2. Солнечная радиация в тепловом балансе системы Земля – атмосфера
Электромагнитное излучение Солнца – единственный источник энергии экзогенных процессов на поверхности Земли, а также всех физических, химических и биологических изменений в атмосфере и биосфере планеты. Поверхность Земли получает тепло за счет солнечного излучения, однако до планеты доходит лишь часть (около 48 %) энергии излучения Солнца. Солнечная радиация выражается в калориях за единицу времени на единицу поверхности (Земля получает 2,4 × 1018 кал лучистой энергии в минуту).
Атмосфера прозрачна для электромагнитного излучения и частично – в радиодиапазоне. Излучение инфракрасного диапазона поглощается углекислым газом и парами воды в страто– и тропосфере; излучение ультрафиолетового диапазона поглощается озоном, азотом и кислородом; жесткое, губительное для биосферы коротковолновое (гамма-излучение и рентгеновское) излучение поглощается всей атмосферой, не доходя до поверхности планеты. В целом тепловой баланс системы Земля – атмосфера складывается из следующего (в условных единицах):
а) солнечной радиации – 100;
б) радиации, отраженной атмосферой и земной поверхностью, – 37;
в) излучения поверхности планеты, уходящего в межпланетное пространство, – 8;
г) излучения атмосферы – 55.
Теплооборот между атмосферой и поверхностью включает:
– перенос теплоты излучением (лучистый теплообмен);
– передачу теплоты за счет конвекции (перемещение нагревающегося у поверхности воздуха в верхние слои атмосферы, где он охлаждается, вновь опускаясь вниз);
– передачу теплоты за счет теплопроводности (передачу частицам атмосферы теплоты земной поверхности);
– перенос теплоты за счет фазовых переходов воды (испарения, конденсации). Следовательно, земная атмосфера получает в среднем в 3 раза больше тепла, чем непосредственно от Солнца. Атмосфера Земли почти непрозрачна для теплового излучения (за счет углекислого газа и паров воды), что обусловливает т. н. парниковый эффект, стабилизирующий температурный режим планеты.
Прямая и рассеянная радиации (прямые солнечные лучи и рассеянная в атмосфере радиация) составляют суммарную, которая в зависимости от того, поглощается она или отражается земной поверхностью, бывает:
а) поглощенной;
б) отраженной радиацией.
3. Температура воздуха и тепловые пояса
Солнечное излучение, проходя сквозь слои атмосферы, нагревает поверхность Земли. Благодаря этому температура приземного слоя воздуха выше, чем температура верхних слоев атмосферы. Температура воздуха повышается ближе к экватору, т. е. зависит от угла падения солнечных лучей (чем больше угол падения, тем сильнее нагревается земная поверхность). Здесь очевидна зависимость климата от географической широты местности.
Поскольку существует значительная разница между температурами дня и ночи, зимы и лета, используются следующие термины:
– суточная амплитуда (разность между наибольшими и наименьшими значениями температуры воздуха в течение суток);
– годовая амплитуда (разность между максимальными и минимальными показателями температуры воздуха в течение года).
Суточная амплитуда обусловлена несколькими факторами:
а) спецификой подстилающей поверхности (амплитуда суточных колебаний над Мировым океаном до –1 или –2 °C, над степями и пустынями – от 15 до – 20 °C);
б) облачностью (чем выше облачность, тем меньше амплитуда суточных колебаний температуры воздуха);
в) рельефом местности (холодный воздух опускается со склонов в низины). Амплитуда годовых колебаний температуры в основном зависит от двух доминирующих факторов:
а) географической широты местности;
б) близости океанов и морей.
Так, в экваториальной зоне над океанами годовая амплитуда не более 1–2 °C, над континентами – 5–10 °C. Амплитуда годовых колебаний возрастает в более высоких широтах, а также на одной и той же широте с удалением от океана.
В зависимости от температуры воздуха выделяют т. н. тепловые (температурные, термические) пояса, соответствующие широтным поясам Земли:
1) тропический (жаркий) пояс;
2) умеренные пояса Северного и Южного полушарий;
3) полярные (холодные) пояса (арктический и антарктический).
4. Атмосферное давление
Атмосфера Земли нагревается неодинаково: неравномерный нагрев происходит на разных высотах, в разных широтах, над морем и над сушей, что приводит к неравномерному распределению атмосферного давления.
Атмосферное давление обусловлено огромной массой атмосферы, составляющей приблизительно 5,15 × 1018 кг (на каждого человека приходится около 15 т). Наше нормальное существование обеспечивается благодаря равновесию атмосферного и соматического (свойственного организму) давления. Атмосферное давление измеряется в миллиметрах ртутного столба при помощи специальных приборов – барометров. Среднее давление атмосферы на поверхности Земли на уровне моря соответствует условно принятому нормальному давлению атмосферы, которое равно 1 атмосфере, или
760 мм высоты ртутного столба. Давление атмосферы выше или ниже данной отметки является:
а) повышенным;
б) пониженным.
На нашей планете выделяют 7 поясов, которые подразделяются на:
1) 3 пояса с преобладанием низкого давления (экваториальный и умеренные);
2) 4 пояса с преобладанием высокого давления (тропические, антарктический, арктический).
Так, в экваториальной зоне наблюдается низкое давление, поскольку здесь поверхность Земли значительно нагревается, что обусловливает восходящее движение нагретого воздуха. В полярных зонах воздух охлаждается в тропосфере и, становясь более тяжелым, опускается (нисходящее движение воздуха), что объясняет пониженное давление в данных широтах.
В высоких слоях атмосферы наблюдается прямо обратное:
а) низкое атмосферное давление над холодными областями;
б) высокое атмосферное давление над жаркими областями.
В атмосфере постоянно происходит движение воздуха из областей повышенного давления в области пониженного. Так, высокое давление в верхних слоях атмосферы над экватором является высоким, и воздух от экватора растекается к поясам, где наблюдается низкое давление. Однако вследствие вращения Земли данное движение (соответственно, к северу и югу) изменяется, и воздух начинает двигаться к востоку, не доходя до полюсов.
Образование поясов атмосферного давления у поверхности планеты, как видим, зависит от 2 факторов:
1) неравномерного распределения солнечного тепла;
2) вращения Земли вокруг своей оси.
Вариант II
1. Ветер
Ветер – это перемещение воздуха в атмосфере, почти параллельное земной поверхности, т. е. по большей части горизонтальное движение. Существует и вертикальное движение, но оно значительно слабее горизонтального. Появление ветра объясняется перемещением воздуха из области высокого в область низкого давления, обусловленным неравенством температур в атмосфере. Так, ветер тем интенсивнее, чем больше разность давления между отдельными участками земной поверхности. Воздух испытывает ускорение под действием перепадов давления, но, помимо него, на движение воздуха воздействуют и другие силы (например, силы трения и вращения Земли). Скорость ветра определяет его деление на отдельные типы:
1) умеренный (5–8 м/сек);
2) сильный (14 м/сек);
3) шторм (20–25 м/сек);
4) ураган (свыше 30 м/сек).
Кроме того, резкое кратковременное усиление ветра называют шквалом (до 20 м/сек).
Направление и скорость ветра имеют суточную цикличность. Так, его скорость у земной поверхности ночью минимальна, в послеполуденные часы максимальна.
Годовой ход скорости ветра существенно зависит от 2 факторов:
1) от общей циркуляции атмосферы;
2) от местных условий.
Условно можно выделить 2 основных типа ветров:
1) постоянные – зависящие от положения поясов атмосферного давления;
2) местные – связанные с особенностями местной циркуляции атмосферы и со спецификой рельефа местности.
Постоянные ветры – это в основном:
а) пассаты, устойчивые на протяжении года воздушные течения в тропических широтах над океанами (они дуют от тридцатых широт к экватору, изменяя направление под влиянием вращения Земли);
б) западные ветры, дующие в Северном и Южном полушариях с запада на восток; постоянные ветры умеренных широт.
Местные ветры – это ветры в ограниченных районах, выделяющиеся:
а) скоростью;
б) направлением;
в) повторяемостью;
г) другими особенностями.
К местным относят ветры, связанные:
1) с особенностями нагревания земной поверхности – бризы, горно-долинные, ледниковые ветры;
2) с общей циркуляцией в атмосфере над горными массивами (фены, боры);
3) с течениями общей циркуляции атмосферы, создающие в отдельных районах особые погодные режимы (суховей, сирокко, пурга);
4) с течениями общей циркуляции атмосферы, усиленные в данном районе особенностями рельефа (афганец, касава).
2. Циркуляция атмосферы. Циклоны и антициклоны
Циркуляция атмосферы – один из важнейших климатообразующих факторов, это система крупномасштабных воздушных течений на Земном шаре, проявляющаяся в переносе различных типов воздушных масс. К общей циркуляции атмосферы относятся все ветры и воздушные течения.
Циркуляция атмосферы обусловлена неоднородным распределением атмосферного давления, вызванным в свою очередь неодинаковым распределением солнечного излучения в различных земных широтах.
Циркуляция существует за счет:
а) неравномерного распределения теплоты на поверхности планеты;
б) теплообмена между поверхностью Земли и атмосферой.
Постоянное движение воздушных масс происходит при сохранении между ними значительных по размерам переходных зон. Данные переходные (пограничные) зоны называют атмосферными фронтами. Атмосферный фронт – важнейший погодообразующий фактор; это поверхность раздела двух воздушных масс, под малым углом наклоненная к земной поверхности. Атмосферные фронты могут быть:
а) холодными (фронт перемещается на территорию, занятую теплым воздухом);