Оболонки Землі

Оболонки Землі

Літосфера

Літосфера — оболонка «твердої» Землі. «Тверда» Земля має три складові: земну кору, мантію та ядро. Земна кора і верхня мантія — тверді тіла, зовнішня частина ядра має властивості рідини, а внутрішня — твердого тіла (рис. 10).

Рис. 10. Внутрішня будова Землі
Земна кора — тонка зовнішня оболонка Землі (середня потужність 32 км; 5 % об’єму Землі). Найтоншою є океанічна земна кора (від 4 до 10 км), а найпотужнішою — материкова (від 13 до 90 км). Граніти й інші гірські породи, що входять до складу материкової кори, містять хімічні елементи Силіцій і Алюміній, тому її іноді називають «сіаль». У складі океанічної кори переважають Силіцій і Магній, тому її називають «сима». Є й пе­рехідні типи земної кори.
Близько третини земної поверхні становить суходіл, який складається із шести материків (Євразії, Африки, Північної та Південної Америк, Австралії і Антарк­ти­ди), островів і архіпелагів (груп островів). В основному суходіл розташований у Пів­нічній півкулі. Взаємне розташування материків змінювалося протягом геологічної історії Землі. Приблизно 200 млн років тому материки були розташовані переважно в Пів­ден­ній півкулі й утворювали гігантський континент Гондвану.
Висота поверхні земної кори істотно різниться: найвища точка на Землі — гора Джомолунґма (Еверест) у Гімалаях (8848 м над рівнем моря), а найнижча — западина Челленджер у Маріанскому жоло­бі поблизу Фі­ліп­пінських островів (11 022 м нижче рівня моря). Тобто перепад висот поверхні земної кори — близько 20 км. У цілому гірські країни з висотами понад 820 м над рівнем моря займають приблизно 17 % поверхні Зем­лі, а інша територія суходолу — 12 %. Близько 58 % земної поверхні припадає на глибоководні (3—5 км) океанічні басейни, а 13 % — на досить мілководний континентальний шельф і пе­рехідні області.
Земна кора переважно складається з твердих гірських порід. Виключення становлять привулканічні зони, де існують вогнища розплавлених порід (магма), що виливаються на поверхню у вигляді лави. У цілому породи земної кори приблизно на 75 % складаються з кисню і кремнію і на 13 % — з алюмінію і заліза. Сполуки цих та інших речовин утворюють мінерали, що входять до складу гірських порід. Деякі мінерали земної кори мають господарське значення: вуглець (алмази і графіт), сірка, руди золота, срібла, заліза, міді, свинцю, цинку, алюмінію тощо.
Мантія — оболонка Землі, яка розташована під земною корою й простягається вглиб до 2900 км. Мантія поділяється на верхню (потужністю понад 900 км) і нижню (потужністю понад 1900 км) і складається зі щільних зеленувато-чорних залізо-магнієвих порід. У поверх­невих шарах вони приблизно вдвічі твердіші за граніт, а на великих глибинах стають пластичними й повільно течуть.
Завдяки розпаду радіоактивних елементів (особливо ізотопів Калію й Урану) мантія поступово нагрівається знизу. Іноді в процесі горотворення блоки земної кори занурюються в речовину мантії, де вони плавляться, а потім під час вулканічних вивержень разом із лавою виносяться на поверхню.
Ядро Землі поділяється на зовнішнє і внутрішнє. Зовнішнє ядро починається приблизно на глибині 2900 км і має потужність 2100 км. Вважають, що зовнішнє ядро складається з розплавленого заліза, що має густину від 8 до 10 г/см3. Внутрішнє ядро, радіусом близь­ко 1350 км, має властивості твердого тіла. Очевидно, воно складається з елементів, що мають дуже високу щільність,— Феруму і Нікелю.

Літосферні плити

Існування внутрішніх оболонок Землі було встановлено завдяки вивченню її надр сейсмічним методом — спостереженням за швидкістю поширення хвиль у глибинах планети. При цьому також було виявлено, що мантія Землі є неоднорідною. На глибині приблизно 100 км під материками і 50 км під океанами у ній залягає шар, у якому речовини мають пластичні властивості. Він одержав назву астеносфера. Частину верхньої мантії (субстрат), яка розташована над астеноферою, та земну кору вчені об’єднують у спільну оболонку — літо­сферу. Цю оболонку можна порівняти з покришкою футбольного м’яча: вона теж складається з окре­мих частин — літосферних плит (рис. 11). Кожна з них має площу від кількох до кількох десятків мільйонів квадратних кілометрів.
Літосферні плити під дією рухів речовини мантії можуть ковзати по поверхні астеносфери, переміщуючись у горизонтальному напрямку. При цьому їх поверхня може повільно підніматись, опускатись або зминатись у складки. Такі рухи літосфери називаються тектонічними. Вони здебільшого дуже повільні. Але в основному завдяки їм на Землі утворюються гори.
У залежності від товщини й будови літо­сферні плити бувають материковими (Північноамериканська, Південно­амери­канська, Антарктична тощо) чи океанічними (Тихо­океанська, Наска).

Внутрішні процеси

Рух магми в надрах спричиняє різні процеси в земній корі, які змінюють її вигляд і склад. Таких процесів три: тектонічні рухи, магматизм і метаморфізм.
Тектонічні рухи здебільшого дуже повільні, тому ми їх не помічаємо. Вони можуть тривати мільйони років.

Рис. 11. Літосферні плити
Однак іноді ми можемо відчувати тектонічні рухи. Земля починає дрижати, а іноді навіть тріскається. Триває це недовго. Такі швидкі короткочасні рухи літосфери називають землетрусами. Дея­кі землетруси можуть завдавати значних руйнувань та спричинити загибель десятків тисяч людей.
Гинуть люди і під час вивержень вулканів — гір, де з надр Землі по тріщинах на поверхню час від часу виходять речовини глибинних частин нашої планети. Діяльність вулканів — це яскравий прояв магматизму.
Під час вивержень вулкани викидають лаву (магму, яка втратила гази), вулканічні бомби (великі уламки каміння і лави), лапіллі (невеликі камінці), вулканічний попіл (дрібні уламки), різні гази, дим, водяну пару.
Усі вулкани вважаються діючими, якщо є згадки хоча б про одне їх виверження. Усі інші вулкани відносять до згаслих. Діючих вулканів на Землі тільки на суходолі понад п’ятисот. Найвищий із них — Тупунґато — розташований у Пів­денній Америці.
Застигаючи, лава перетворюється на тверді речовини, із яких складається земна кора,— гірські породи. Гірські породи, що утворюються з магми чи лави, називаються магматичними. Типовими магматичними гірськими породами є граніт і базальт.
На великій глибині, в умовах високих температур і тиску, гірські породи змінюються. Такі зміни називаються метаморфізмом, а новоутворені породи — метаморфічними. Прикладом таких порід є кварцит.
Гірські породи складаються з більш простих речовин — мінералів. Це прості речовини або хімічні елементи, які утворились у земній корі.
Внутрішнє тепло Землі може нагрівати до кипіння підземні води, які час від часу вириваються на поверхню у вигляді природних фонтанів гарячої води. Такі фонтануючі утворення називаються гейзерами.

Зовнішні процеси

На поверхні Землі гірські породи теж можуть змінюватись. Вони розламуються на дрібніші уламки під дією змін температур або коріння рослин. Змінюється та­кож хімічний склад мінералів унаслідок їх взаємодії з газами чи водою. Ці процеси називаються вивіт­рюванням.
Поверхня Землі змінюється під дією плину вод. Це — водна ерозія. Руйнують гірські породи також морські хвилі (абразія), вітер (дефляція), підземні води (карст і суфозія), льодовики (абляція) тощо.
Усі перелічені процеси належать до зовнішніх. Унаслідок них утворюються осадові породи та змінюється поверхня Землі.

Рельєф Землі

Поверхня Землі має нерівності. Сукупність нерівностей поверхні нашої планети називається рельєфом (схема 1). Він є дуже різноманітним, але головних форм лише дві — гори і рівнини. Гори — це ділянки поверхні Землі зі значними висотами та крутими схилами. Най­ви­щими горами на суходолі є Гімалаї, а найдовшими — Анди, які разом зі своїм продовженням — Кордильєрами мають протяжність майже 15 000 км.
За своєю висотою гори бувають низькими (висота до 1000 м), середніми (від 1000 до 2000 м) та високими (понад 2000 м); за походженням — тектонічними (виникають унаслідок тектонічних рухів), вулканічними та ерозійними. Тектонічні гори за будовою поділяються на складчасті, складчасто-брилові та брилові.
Схема 1

Простори з невеликою різницею висот називають рівнинами. Вони також поділяються за висотою. За цією ознакою виділяють западини (рівнини суходолу, які лежать нижче рівня моря), низовини (мають висоту 0—200 м над рівнем моря), височини (200—500 м) і плоскогір’я (понад 500 м).
Рівнини мають різне походження. Вони бувають денудаційними (утворюються на місці зруйнованих гір), первинними (виникають унаслідок відступу моря), наносними (створюються наносами річок), вулканічними (застиглі потоки лави).
Рівнини і гори є і на дні океану. Най­більші гірські утворення тут — серединноокеанічні хребти. Вони утворюють єдину систе­му із за­гальною довжиною до 60 000 км і розділяють глибоководні рівнини, що займають ложе океану (глибина 3000—6000 м). Рівнини займають в океанах також шельф — мілководну (до 200 м) прибережну частину.

Атмосфера

Атмосфера Землі — повітряна оболонка, що оточує Землю й обертається разом із нею. Маса атмосфери становить 5,15 · 1015 т. Нижня межа атмосфери — поверхня Землі; верхня — висоти 2000—3000 км, хоч вона поширюється до 20 000 км і поступово переходить у міжпланетний простір.
Основними складовими повітря (за об’ємом) є азот і кисень (рис. 12).

Рис. 12. Склад повітря
Атмосфера відіграє важливу роль у поглинанні, розсіюванні та відбиванні сонячної енергії. Вона одержує тепло від суходолу та океанів і охолоджується зверху, випромінюючи тепло у міжпланетний простір. Проте переважно вона затримує тепло і таким чином відіграє роль отеплювача Землі.
Атмосфера перебуває в постійному русі, унаслідок чого здійснюється обмін теплом і холодом між різними зонами й ділянками, які по-різному нагріваються. Атмосфера є також джерелом мінеральної сировини. Із неї добувають азот, кисень, аргон та інші гази для потреб народного господарства.
Атмосфера підтримує різні форми життя на Землі, регулює теплообмін планети з космічним простором, впливає на її радіаційний і водний баланси, захищає Землю від метеоритів.

Будова атмосфери

Атмосфера має п’ять основних шарів (оболонок): тропосферу, стратосферу, мезосферу, термосферу (іоносферу) й екзосферу.
Тропосфера — нижній шар атмосфери, що прилягає до Землі. Тому її фізичні властивості визначаються впливом Землі. Над полюсами її висота становить близько 8 км, над помірними широтами — 11—12 км, над екватором до 17—18 км. У тропосфері зосереджена майже вся водяна пара й розвиваються всі явища погоди — утворюються хмари, випадають опади тощо. У цьому полягає одне з найважливіших значень тропосфери для процесів, що відбуваються в ландшафтній оболонці Землі.
Стратосфера — безхмарний або малохмарний шар повітря, який лежить над тропосферою й простягається в середньому від 11—12 до 55 км. У нижній частині стратосфери температура продовжує знижуватись і на висоті 25 км становить приблизно –40 °С. Потім вона починає підвищуватись, бо саме тут починається озо­новий шар — частина атмосфери з під­вищеним вмістом газу озону. Най­біль­ша його кількість — на висоті 27—28 км. Озон поглинає коротке ультрафіолетове проміння і цим захищає від його згубної дії живі істоти. У верхній частині страто­сфе­ри температура повітря досягає +10 °С.
Мезосфера — шар повітря на висотах 55—80 км. Це — найхолодніша частина атмо­сфери. Озону тут вже немає, і тому у верхній її частині температура знижується до –80 °С. За такої низької температури рештки водяної пари утворюють дуже тонкі хмари — найвищі хмари атмосфери.
Термосфера (іоносфера) простягається на висоті від 80 до 800—1000 км. Там гази дуже розріджені, тиск низький. Під впливом космічної радіації молекули газів утрачають або приймають електрони, тобто іонізуються. Саме в іоносфері виникає полярне сяйво.
Екзосфера розташована на висоті понад 800—1000 км. Це верхній шар атмосфери, який межує з міжпланетним простором.
Здатність Землі утримувати атмосферу залежить від земного тяжіння та швидкості руху молекул повітря. Кожне тіло, яке віддаляється від Землі зі швидкістю, меншою, ніж 8 км/с, повертається на неї під дією сили тяжіння. За швидкості 8—11 км/с тіло потрапляє на навколоземну орбіту, а понад 11 км/с — переборює земну гравітацію.
Частинки верхніх шарів атмосфери, які мають високу енергію, утримуються завдяки магнітному полю Землі (магнітосфері). Магнітосфера захищає життя на Землі від шкідливого впливу космічного випромінювання.

Температура повітря та її вимірювання

Однією з важливих ознак повітря є його температура. Вимірюється вона за допомогою ртутних або спиртових термометрів.
Сонячні промені, вільно проходячи крізь шари повітря, майже не нагрівають його. Нагрівання тропосфери відбувається від поверхні Землі, тому з підняттям угору температура повітря знижується (на кожний кілометр підйому на 5—6 °С).

Атмосферний тиск та його вимірювання

Тепле повітря легше за холодне, тому воно піднімається вгору, а його тиск на поверхню Землі стає слабкішим. Так виникають області низького (зниженого) тиску. Важке холодне повітря, навпаки, опускається, і виникають області високого (підвищеного) тиску.
Атмосферний тиск визначають барометром. Барометри бувають двох типів — ртутні та анероїди. Вимірюється атмосферний тиск у міліметрах ртутного стовпчика або мілібарах.
За нормальних умов атмосферний тиск на рівні моря становить 760 мм рт. ст. Із висотою він знижується (приблизно на 1 мм рт. ст. на 10 м підйому).

Вітер

Унаслідок виникнення областей з під­ви­щеним і зниженим атмосферним тиском повіт­ря починає переміщатися з перших до других (рис. 13). Так виникає вітер — горизонтальне переміщення повітря.

Рис. 13. Розподіл атмосферного тиску та переміщення повітряних мас у приземному шарі повітря
Повітря може переміщуватися з різною швидкістю. Вона є тим більшою, чим більшою є різниця тиску між ділянками. Швидкість вітру залежить також від близькості розташування ділянок атмосфери з різним тиском.
Від швидкості вітру залежить його сила. Вимірюється вона в балах за допомогою спеціального інструмента — флюгера.

Водяна пара в повітрі

Під дією сонячних променів нагріваються й водойми. При цьому частина води випаровується, тобто переходить у газоподібний стан. Кількість водяної пари у певному об’ємі повіт­ря називається абсолютною вологістю і вимірюється в грамах на кубічний метр (г/м3).
Повітря може поглинати й утримувати водяну пару лише до певної межі. Чим тепліше повітря, тим більше водяної пари воно може містити. Так, за температури +10 °С кіль­кість водяної пари в 1 м3 повітря може досягати 9 г, а за температури +17 °С — вже 17 г. Але, як правило, у повітрі міститься менше водяної пари, ніж воно може утримувати. Відношен­ня кіль­кості водяної пари, яка міститься в повітрі, до максимально можливої її кількості за даної температури, виражене у відсотках, називається відносною вологістю. Вимірюють її за допомогою гігрометра або психрометра.
Якщо відносна вологість повітря досягне 100 %, то частина водяної пари знову перетвориться на рідину. Скупчення дрібних крапель води чи кристаликів льоду високо над поверхнею Землі називається хмарою, а біля поверхні Землі — туманом.
Хмари бувають різні — перисті, шаруваті, купчасті, дощові та їх різновиди. З деяких із них (купчасто-дощових і шарувато-дощових) можуть випадати опади (так називається волога, яка по­трапила з атмосфери на землю). Вони можуть бути рідкими (дощ) і твердими (сніг, град).
Опади можуть випадати і не з хмар (роса, іній). Їхню кількість вимірюють за допомогою опадоміра в міліметрах.

Погода і клімат

У будь-який момент над будь-якою ділянкою Землі атмосфера має певні температури, вологість, тиск. Стан атмосфери в даний момент у певному місці називається погодою.
Погода швидко змінюється. Проте якщо прослідкувати за такими змінами протягом багатьох років, то виявиться, що вони мають певні закономірності й режим. Такий багаторічний усталений режим погоди називається кліматом. Його особливості залежать від трьох чинників:
• кількості сонячної радіації (рис. 14), яка зменшується в напрямку від екватора до полюсів (чим далі від екватора, тим клімат холодніший);

Рис. 14. Види сонячної радіації
• переміщення повітряних мас — ве­ли­ких рухомих частин тропосфери з певними властивостями (воно впливає на режим і кількість опадів, а також на температуру повітря);
• характер підстилаючої поверхні (суходіл чи океан; віддаленість від океану; особливості прибережних вод океану; рельєф тощо).

Розподіл сонячного тепла на земній поверхні

Нагрівання поверхні Землі залежить від багатьох обставин: хмарності, прозорості атмо­сфери, характеру місцевості. Особливо помітно впливає на це висота Сонця над горизонтом. Чим вона більша, тим краще нагрівається поверхня Землі.
Найкращі умови для нагрівання земної поверхні існують між 23°30? ?????????? північної широти та 23°30? ????????південної широти, де Сонце двічі на рік буває у зеніті. На паралелях 23°30? широти (їх називають тропіками) воно буває у зеніті один раз на рік: над Північним тропіком — 22 червня (цей день називається днем літнього сонцестояння), над Південним — 22 грудня (день зимового сонцестояння). Частину земної поверхні між тропіками називають жарким поясом.
На північ від 66°30? ?пн. ш. і на південь від 66°30? ?пд. ш. раз на рік Сонце протягом доби чи більше може не сходити чи не заходити. Ці явища називаються полярним днем і полярною ніччю, а паралелі 66°30? ?пн. ш. і 66°30? ?пд. ш. — полярними колами.
Ділянки Землі всередині полярних кіл нагріваються найгірше, бо частину року Сонце їх взагалі не освітлює. Тут воно ніколи не піднімається високо над горизонтом. Ділянки земної поверхні всередині полярних кіл називають холодними поясами.
Частини Землі між жарким і холодним поясами нагріваються гірше за приекваторіальні райони, але краще за приполярні. Їх називають помірними поясами сонячного освітлення.

Гідросфера

Гідросфера — це водна оболонка Землі між атмосферою і земною корою, представлена сукупністю океанів, морів і континентальних водних мас. Гідросфера вкриває 70,8 % земної поверхні. Об’єм гідросфери — 1,4 · 1018 т, із яких 98,31 % припадає на океани, моря і підземні води, 1,65 % — на материкові льоди ­при­­полярних областей і лише 0,045 % — на прісні води річок, озер і боліт. Незначна частка води перебуває в атмосфері й живих організмах. Хімічний склад гідросфери наближається до середнього складу морської води. Гідросфера перебуває у без­перервній взаємодії з атмосферою, земною корою та біосферою.

Світовий океан

Чотири океани (Тихий, Атлантичний, Індійський і Північний Льодовитий) разом з морями утворюють єдину акваторію — Світовий океан. Однак океани дуже різняться між собою. У деяких місцях вони розділені лише вузькою смугою суходолу (Панамський перешийок між Атлантичним і Тихим) або мілководною протокою (Берингова між Північним Льодовитим і Тихим). Мілководні континентальні шельфи є підводним продовженням материків. Вони займають великі площі біля берегів Північної Америки, східної Азії і північної Австралії. Ложе океану має нерівну поверхню: підводні плато, гірські хребти, вулканічні гори. Підводні гори з плоскими вершинами називаються гайоти. У тропічних морях підводні гори завершуються кільцеподібними кораловими рифами, які утворюють атоли. По периферії Тихого океану й уздовж островних дуг Атлантичного та Індійського океанів є жолоби завглибшки до 11 км і більше.
Частини океанів. Деякі досить великі частини океанів частково відокремлені від основ­них їх просторів суходолом чи підняттями морського дна. Такі утворення називаються морями. Якщо моря майже повністю оточені суходолом, то вони вважаються внутрішніми (Чорне, Азовське, Балтійське, Середземне). А от окраїнні моря (Аравійське, Баренцове, Лаптєвих) мають широкий вихід до океанів.
Унікальним є Сарґасове море в Атлан­тичному океані: його межами є течії.
Моря й океани можуть врізатись у суходіл. Такі їх частини називаються затоками.
Моря й океани сполучаються звуженими ділянками водного простору — протоками. Найширша протока — Дрейка — сполучає Атлантичний і Тихий океани.
Суходіл в океані. Не лише вода може врізатись у суходіл, а й навпаки. Порівняно невеликі ділянки суходолу, з усіх боків оточені водою, називаються островами (схема 2). Найбільший у світі острів — Ґрен­ландія — має площу понад 2 млн км2. Це майже у 4 рази менше, ніж площа найменшого материка — Авст­ралії.
Схема 2

Острови у морях і океанах досить рідко ­зустрічаються поодинці. Частіше вони утворюють архіпелаги — групи близько розташованих островів. Най­більший на Землі архіпелаг — Малай­ський — налічує понад 10 000 островів загальною площею приблизно 2 млн км2. Розташований він між Євразією й Авст­ралією.
Окремі ділянки материків чи островів можуть глибоко врізатись у водний простір. Такі частини суходолу називаються півостровами. Найбільший з них — Аравійський.
Деякі півострови майже повністю оточені водою. З іншим суходолом вони сполучені вузькими ділянками — перешийками. Характерним прикладом такого півострова є Кримський. Його площа майже 30 тис. км2, а із суходолом його сполучає Перекопський перешийок, зав­ширшки лише 6 км.
Рух води в океані. Вода в океанах і морях безперервно рухається. Головними видами такого руху є:
• вітрові хвилі;
• цунамі;
• припливи і відпливи;
• океанічні течії.
Вітрові хвилі виникають під впливом поривів вітру. У таких хвилях вода рухається по колу. Лише біля берегів гребінь хвилі — її найвища частина — під дією власної ваги може обрушуватись, утворюючи прибій. У цьому випадку вода починає рухатись горизонтально.
Цунамі також є хвилями. Але спричинює їх не вітер, а підводні землетруси й виверження вулканів. На відміну від вітрових хвиль, у яких­ рухаються лише приповерхневі шари води, цунамі пронизують всю товщу моря, від дна до поверхні. Наближаючись до берега, де глибина моря зменшується, цунамі намагаються зберегти свою висоту і тому виростають угору. Вони мають велику силу і можуть становити значну небезпеку. Найпо­туж­ніші цунамі обрушились на північне узбережжя ­Індійського океану в грудні 2004 р. Вони знищили понад 200 000 людей і зруйнувати багато будівель.
На узбережжях океанів люди спостерігають, як двічі протягом доби рівень води поступово підвищується і знижується. Такі явища називаються припливами і відпливами. Причина їх виникнення — сили тяжіння, спричинені Сонцем і особливо Місяцем. Найвищі припливи спостерігаються у гирлах деяких річок (наприклад Сени й Амазонки) та затоках. У затоці Фанді на східному узбережжі Північної Америки їх висота сягає 18 м.
Океанічні течії — це великі потоки океанічної води, у яких вона переміщується в горизонтальному напрямку. Причини їх виникнення різні: постійні вітри, неоднаковий рівень води у різних частинах Світового океану, різна густина води. Тому за причиною утворення виділяють океанічні течії вітрові, стічні та градієнтні. Але частіше їх розрізняють за температурою. Якщо вода у течії має температуру вищу за ту, що мають сусідні ділянки океану, то течія вважається теплою, якщо нижчу — то холодною.
Найпотужнішими теплими течіями є Гольф­стрім в Атлантичному океані та Куросіо у Тихому. Серед холодних течій виділяється течія Західних Вітрів, яка оточує Антарктиду.
Температура і солоність вод океанів. Як і в атмосфері, температури поверхневих вод океану знижуються від екватора (тут вони становлять 25 °С і вище) в бік полюсів. У Північному Льодо­витому океані й біля берегів Антарктиди вода може мати температуру –1,8 °С.
Температура води в морях і океанах знижується також із глибиною. На дні океанічних западин вона близька до 0 °С.
Солоність води в океанах теж коливається. Вона вимірюється у промі­ле (‰) — тисячних частках одиниці. Розподіл солоності води в океа­нах підлягає трьом закономірностям:
• солоність поверхневих вод біля екватора дещо знижена (тут часто йдуть дощі). Біля тропіків вона зростає, а далі на північ і на південь знову поступово зменшується;
• при віддаленні від берегів материків солоність води в океанах зростає;
• з глибиною солоність зростає.

Води суходолу

До вод суходолу належать річки, озера, болота, штучні водойми (канали, водосховища, ставки), а також льодовики й підземні води.
Річка та її елементи. Річка — це великий потік води, який тече по зниженню місцевості, утвореному нею. Таке зниження називається річковою долиною.
Річкові долини мають складну будову. Сама річка тече по заглибленню у її дні. Воно називається річищем, або руслом.
Якщо води в річці стає занадто багато, то частина її виходить на плоске дно річкової долини — заплаву.
Місце, де починається річка, називається її?витоком. Ним може бути джерело, болото, льодовик, озеро. Деякі річки утворюються від злиття інших річок (наприклад найповноводніша річка світу Амазонка).
Місце, де річка впадає в океан, море, озеро чи іншу річку, називається гирлом. Якщо річка розпадається на численні рукави, які перетинають плоску наносну рівнину, то таке гирло називають дель­тою. Великі дельти мають Амазонка, Волга, Ніл тощо. Гирла інших річок нагадують величезну лійку (Парани, Святого Лаврентія). Таке гирло називають ­естуарієм.
Ділянка річки, яка прилягає до витоку, називається її?верхньою течією, а та, що розташована ближче до гирла, — нижньою. Частина річки між верхньою і нижньою те­чієями — це її середня течія.
Більшість річок впада­ють не в море, а в інші річки. Річка, яка впадає в іншу річку, називається притокою. Головною вважається та річка, яка повноводніша. Через це деякі притоки можуть бути довши­ми за голов­ні річки (Міссурі довша за найбільшу річку Північної Америки Міссісіпі; найбільша річка Австралії — Муррей — коротша за свою притоку Дарлінґ).
Річка з усіма своїми притоками утворює річкову систему. Територія, з якої річка збирає свої води, називається басейном річки (табл 1).
Таблиця 1
Найбільші річкові басейни світу

Назва Материк Плоша басейну, км2
Амазонка Південна Америка 7 180 000
Конґо Африка 3 820 000
Міссісіпі—Міссурі Північна Америка 3 268 000
Ла-Плата—Парана Південна Америка 3 100 000
Об Евразія 2 990 000
Ніл Африка 2 870 000


Вплив рельєфу на течію річок. На річки дуже впливає рельєф. Так, одна з най­більших річок Африки Ніґер бере початок усього за 200 км від океану. Але похил місцевості в цій частині материка такий, що річка змушена описувати величезну дугу завдовжки 4160 км, щоб досягти Атлантичного океану.
Вода не може текти вгору. Тому саме рельєф визначає напрям течії річок.
Від рельєфу залежить і характер течії. У горах, де похили місцевості великі, річки швидкі та бурхливі. А на рівнинах, де місцевість нахилена слабко, швидкість течії річок невелика. Вона стає бурхливою лише там, де у руслі виходять на поверхню тверді гірські породи. Такі місця називаються порогами.
Іноді річка зустрічає на своєму шляху уступ. У таких місцях утворюються дуже красиві і величні водоспади. Найвищий водоспад світу — Анхель — має висоту 1054 м. Він розташований у Південній Америці, у басейні річки Оріноко. Проте цей водоспад несе порівняно небагато води. За потужністю він поступається багатьом нижчим за нього водоспадам — Іґуасу в Південній Амери­ці, Ніаґарському в Північній Америці, Вікторії в Африці та іншим.
Озера. На земній кулі багато великих і малих озер — зам­к­ну­тих улоговин на суходолі, заповнених водою (табл. 2). У залежності від властивостей води вони поділяються на солоні та прісні. Солоні озера безстічні.
Таблица 2
Найбільші озера земної кулі

Назва Площа, тис. км2 Найбільша глибина, м
Каспійське 371 980
Верхнє 82,4 397,1
Вікторія 68,8 890
Гурон 59,6a name= 228,8
Мічиґан 58,1 281,5
Танґаньїка 32,9 1435,0
Байкал 31,5 1620,0


Озерні улоговини можуть мати різне походження:
• тектонічне (Байкал, Танґаньїка, Іссик-Куль) — утворюються внаслідок прогинання земної кори;
• реліктове (Каспійське, Аральське) — виникають унаслідок відокремлення частин морів через підняття ділянок морського дна;
• вулканічне — озера частково чи повністю заповнюють кратер згаслого вулкану;
• карстове (Світязь) — заповнюють улоговини, які виникають унаслідок розмивання розчинних гірських порід;
• льодовикове (Ладозьке, Онезьке) — улоговини утворюються внаслідок роботи льодовиків;
• озера-стариці — являють собою залишки річища річки.
Є й інші типи озерних улоговин.
Болота. Невеликі й неглибокі озера з часом можуть закоситись наносами річок та струмків і заростати рослинністю. Вони перетворюються на болота — надмірно зволожені ділянки місцевості.
Залежно від того, звідки болота отримують воду, вони поділяються на верхові, перехідні та низинні.
Джерело живлення низинних боліт — підземні води. Вони мають у собі розчинені мінеральні речовини, що сприяє росту рослин. Тому низинні болота мають багату і різноманітну рослинність.
Болотні рослини з часом відмирають. Їхні рештки, змішані з мулом і глинистими частинками, перетворюються на торф, який поступово накопичується. Через це поверхня низинного болота повільно піднімається. Вреш­ті-решт підземні води вже не можуть ­його живити, і таке болото може висохнути. Але якщо клімат є вологим, то воно може перейти на живлення водою з опадів. Такі болота називаються верховими. У їхній рослинності переважають мохи і лишайники, бо лише ці рослини можуть легко переносити нестачу мінеральних речовин, яких мало у дощових чи снігових водах.
Перехідні болота живляться як опадами, так і підземними водами.
Болота розташовані переважно на рівнинах. Дуже заболочені Західно-Си­бірська рівнина, північ Східноєв­ро­пей­ської рівнини.
Льодовики. До поверхневих вод належать також льодовики — скупчення багаторічної криги на суходолі. Вони бувають покривні та гірські.
Покривні льодовики мають великі розміри і товщину. Вони нагадують гігантські куполи. Найбільший (14 млн км2) і найтовщий (до 4 км) покривний льодовик укриває цілий материк — Антарктиду. Площа льодовика, який вкриває Ґренландію, — 1,8 млн км2. Його товщина досягає 2,5 км.
Гірські льодовики значно менші й тонші (до 100 м завтовшки). Найдовший гірський льодовик розташований у Кор­дильє­рах, його довжина складає лише 93 км. Ширина гірських льодовиків ще менша (2—3 км). Вони нагадують собою замерзлі річки.
Підземні води. Багато води, в основному у вигляді мокрих гірських порід, перебуває у земній корі. Потрапляє вона туди різними способами: шляхом просочування опадів, конденсації водяної пари в підземних порожнинах, фільтрації вод озер і річок, з мантії тощо. Пористі чи тріщинуваті гірські породи, через які вода легко проходить, називають водопроникними. Щільні гірські породи утворюють водотривкі шари.
Підземні води бувають трьох типів: верховодка, ґрунтові води і міжпластові.
Верховодка — це підземні води, які не спираються на водотривкий горизонт. Через це вони недовговічні. Якщо верховодка досягне водотривкого горизонту, вона перетвориться на ґрунтові води — підземні води, які спираються на перший від земної поверхні водотривкий горизонт.
Усі інші підземні води належать до міжпластових. Серед них виділяються так звані артезіанські води — міжпластові води, які перебувають під тиском. Коли до пласта, що містить артезіанські води, пробурити свердловину, то з неї вдарить фонтан.
Підземні води можуть бути як прісними, так і солоними. Останні іноді містять корисні для організму людини речовини. Такі води називають мінеральними.
На великих глибинах підземні води можуть нагріватись іноді до температури кипіння. Такі води називаються термальними.
Місця, де підземні води виходять на поверхню Землі, називаються джерелами.
Штучні водойми. Річки, озера, льодовики, болота, джерела — це природні водойми. Крім них на Землі зараз існують багато штучних, тобто створених людиною, водойм — канали (штучні річки), водосховища?і?ставки (штучні озера). Їх споруджують із різною метою: для водопостачання населених пунктів, зрошення полів, відпочинку, риболовлі тощо. Так, наприклад, канали бувають судноплавні (особливо відомі Суецький і Панамський), зрошувальні й осушувальні.

Біосфера

Біосфера — оболонка Землі, у межах якої існує життя. Учені вважають, що біосфера виникла близько 3 млрд років тому. До її складу входить нижня частина атмосфери (15—20 км), верхня частина літосфери і гідросфера. Незнач­на нижня межа біосфери зумовлена високими температурами глибинних шарів земної кори. Вона опускається на 2—3 км на суходолі й на 1—2 км нижче дна океану. Верхня межа зумов­лена наявністю жорсткого сонячного випромінювання. Її висота змінюється від 13 км на полюсах до 22 км на екваторі.
Усі організми об’єднані у чотири царства живої природи (схема 3).
Схема 3

Живі істоти різних царств тісно взаємопов’язані. Рослини створюють органічні речовини з неорганічних, виділяючи кисень. Такий процес називається фотосинтезом. Тварини одержують органічні речовини, з’їдаючи рослини або інших тварин. Кисень, що виділяється рослинами, усі живі організми використовують для дихання, а вуглекислий газ, який вони виділяють під час дихання, необхідний рослинам для фотосинтезу. Бактерії ґрунту розкладають залишки відмерлих рослин і тварин, перетворюючи їх на прості неорганічні речовини, які, у свою чергу, поглинають нові покоління рослин. Якби не санітарна робота бактерій, то залишки відмерлих тварин і рослин вкрили б Землю шаром у декілька метрів.

Поширення організмів на земній поверхні

Живі організми поширені на Землі дуже нерівномірно. У приекваторіальній зоні суходолу (високі температури й велика кількість опадів протягом усього року) розвиваються різноманітна рослинність і багатий тваринний світ. На північ і південь від екватора, у зоні тропіків, де температури високі, а опадів мало, клімат посушливий, рослинність бідніша, тварин мало. У помірних широтах склалися сприятливі умови для живих організмів. Біля полюсів в умовах низьких температур рослин дуже мало.

Взаємодія біосфери з іншими оболонками Землі

Із газів, що виходили на поверхню Землі, утворилася первинна атмосфера планети. Вона була непридатною для життя, адже в ній майже не було кисню. Із появою рослин кількість кисню збільшилася. Унаслідок розвитку життя на Землі сформувалося сучасне співвідношення газів повітря. І сьогодні роль рослин у виробництві кисню є величезною, не випадково ліси називають «легенями Землі».
Без води не можуть існувати живі організми, які, у свою чергу, мають вплив на її склад. Солі, накопичені в морській воді, використовуються живими організмами для своєї життєдіяльності.
Взаємодія біосфери і літосфери відбувається у верхній частині літосфери — земній корі. Коріння рослин, яке проникає в тріщини, руйнує гірські породи й перетворює їх на пухкі, осадові. У земній корі накопичуються залишки рослин і тварин, які осідають на дно водойм, утворюючи товщі осадових порід: крейди, вапняку та ін.
На жаль, часто вплив людини на біосферу є негативним. Він може бути навмисним (браконьєрство, надмірний вилов риби, неконтрольована вирубка лісів) і ненавмисним (знищення організмів унаслідок зміни умов їхнього життя). Усе це призводить до повного знищення або різкого скорочення кількості видів тварин і рослин.

Географічна оболонка

Географічна оболонка — цілісна і без­­перервна оболонка Землі, що утворилась унаслідок взаємопроникнення і взаємодії енергетичних і речовинних компонентів літосфери, атмосфери, гідросфери і біосфери (рис. 15).
Географічній оболонці властиві такі риси.
Цілісність — єдність оболонки, зумовлена взаємозв’язком її складових частин. Так, вирубування лісу призводить до зникнення лісових тварин і рослин, завдяки чому руйнуються і змиваються ґрунти, отже, знижується рівень ґрунтових вод і міліють річки.
Ритмічність — закономірна повторюваність у часі природних явищ і процесів. Ритмічність зумовлена обертанням Землі навколо своєї осі й Сонця, нерівномірним нагріванням земної поверхні.

Рис. 15. Компоненти географічної оболонки
Зональність — закономірна зміна природних компонентів і природних комплексів у напрямі від екватора до полюсів. Вона зумовлена кулястістю Землі, а отже, неоднаковою кількістю тепла, що потрапляє на різні ділянки планети.
Висотна поясність — закономірна зміна природних складових і природних комплексів із підняттям у гори, від їхнього підніжжя до вершин. Така поясність зумовлена зміною клімату з висотою.

Поняття про природний комплекс і природні зони

Географічну оболонку поділяють на природні комплекси — відносно однорідні частини поверхні Землі.
Природний комплекс — поєднання компонентів (складових) природи: гірських порід, води, повітря, живих організмів. Найбільшим природним комплексом, що охоплює всю планету, є географічна оболонка. Вона суцільна, але неоднорідна. Відмінність кута падіння сонячних променів на поверхню Землі, різноманітність рельєфу, рослинності й тваринного світу, співвідношення води і суходолу визначають поділ географічної оболонки на менші природні комплекси: материки та океани. Вони, у свою чергу, поділяються на природні зони, природні області тощо.
Природні зони, або географічні, зони — природні комплекси суходолу або Світового океану, що простягаються в ши­ротному напрямі й мають подібні природні умови (схема 4).
Зона арктичних пустель розташована у нав­колополюсному просторі, де протягом року дуже холодна погода. Рослинність: мохи, лишайники. Тварини: чайки, полярні сови, білі ведмеді, тюлені, песці. У південному напрямі ця зона переходить у зону тундри.
Тундра займає величезні простори, вкриті болотами, що утворилися на поверхні багаторічної мерзлоти. Рос­линність: лишайники, карликові дерева, що стеляться по землі (карликова береза та полярна верба). Улітку з’являються журавлина, морошка, брусниця, восени — гриби. Тварини: тундрові куріпки, полярні сови, лемінґи, великі полярні олені, песці, полярні вовки тощо. Улітку перелітні птахи (качки, чайки) утворюють на крутих морських скелях колонії — «пташині базари». Поступово тундра переходить у лісотундру — перехідну зону між тундрою та тайгою.
Тайга та мішані ліси. Тут ростуть хвойні (ялина, сосна, ялиця, туя, модрина), на південь — листяні (береза, осика) дерева. У підліску — трав’яниста і чагарникова рослинність (чорниця, брусниця), зелені мохи. Тваринний світ: ведмеді, рисі, соболі, бурундуки, олені, козулі, лосі, вовки, куниці, зайці, білки, миші, птахи (глухарі, тетереви, дятли, сови).
Степ. Улітку клімат тут жаркий і сухий, узимку випадає мало снігу. Рослинність степу — трав’яниста, оскільки для розвитку дерев не вистачає вологи. Характерна риса степу — величезні рівнини, укриті багатою трав’янистою рослинністю (іриси, тюльпани, півонії, маки, ковили, типчаки). Степи мають найродючіші ґрунти — чорноземи.
Тваринний світ степу має багато спільного з тваринним світом пустелі. Із копитних типовими є види, що мають гострий зір і пристосовані до швидкого та тривалого бігу (наприклад антилопи); із гризунів — ті, що риють складні нори (ховрашки, бабаки), і ті, що стрибають (тушканчики); із птахів — степовий орел, дрохва, степовий лунь, степовий боривітер, жайворонки. Багаточисленні плазуни і комахи.
Схема 4

Пустелям притаманний жаркий посушливий клімат та бідна розріджена рослинність. Вони розташовані в помірних, субтропічних і тропічних поясах Землі (площа пустель складає 22 % усієї площі суходолу). Основна риса пустелі — нестача вологи, що пояснюється незначною кількістю опадів (50—200 мм на рік), які випаровуються швидше, ніж просочуються у ґрунт. Іноді дощів не буває декілька років.
Рослинність пустель не утворює суцільного покриву. Коріння рослин проникає глибоко в ґрунт, а листя має вигляд голок (щоб менше випаровувати вологу). Прикладами таких рослин є кактуси, юка, опунція, полин, солянки, чорний саксаул. Тваринний світ: гризуни (тушканчики, піщанки, ховрашки), плазуни (ящірки, змії), копитні (джейрани, антилопи), хижаки (вовки, лисиці, гієни, шакали, койоти тощо). Багато комах і павукоподібних (фаланги, скорпіони). Птахів мало.
Савани розвиваються в умовах чіткої зміни посушливого і дощового сезонів при кількості опадів 250—500 мм на рік. Саванам притаманне суміщення трав’я­ного покриву (слонова трава, бородані) з поодинокими деревами і чагарниками (зонтичні акації, баобаби). У саванах живуть антилопи, жирафи, зебри, слони, буйволи, носороги, леви, гепарди, гієни.
Вологі екваторіальні ліси розміщені по обидва боки від екватора, де клімат жаркий і вологий. Рослинність і тва­рин­ний світ дуже багаті: тисячі видів дерев, пере­плетені ліанами, утворюють непрохідні хащі. Через густу рослинність в екваторіальних лісах панують постійні сутінки. У зоні екватора завжди літо, на одній гілці можна одночасно побачити і квіти, і плоди, тому тваринам завжди є чим живитися. Мавпи, папуги живуть у верхньому ярусі лісу, хижаки (ягуари та ін.) — унизу. У водоймах є крокодили, бегемоти та інші тварини. Вологі екваторіальні ліси — легені нашої планети, оскільки вони виділяють в атмосферу багато кисню. Їх збереження — важливе завдання усього людства.

Copyright © 2009-2017. All Rights Reserved.