4 билет. Движение земли вкруг солнца. Смена времен года.
Вращаясь вокруг своей оси, Земля одновременно движется вокруг Солнца, обходя круг за 365 суток 5 ч 48 мин 46 с. Этот период называется астрономический год. Для удобства считается, что в году 365 дней, а через каждые четыре года, когда из шести часов «накопятся» 24 часа, в году бывает не 365, а 366 дней. Такой год называется високосным, а один день прибавляют к февралю. Путь в пространстве, по которому Земля движется вокруг Солнца, называется орбитой (рис. 4). Орбита Земли имеет форму эллипса, поэтому расстояние от Земли до Солнца не постоянно. При нахождении Земли в перигелии (от греч. peri - возле, около и helios - Солнце) — ближайшей к Солнцу точке орбиты — 3 января расстояние равно 147 млн км. В Северном полушарии в это время зима. Самое большое расстояние от Солнца в афелии (от греч. аро — вдали от и helios - Солнце) — наибольшем расстоянии от Солнца — 5 июля. Оно равно 152 млн км. В это время в Северном полушарии лето. Годовое движение Земли вокруг Солнца наблюдают по непрерывному изменению положения Солнца на небе — изменяются полуденная высота Солнца и положение его восхода и захода, меняется продолжительность светлой и темной частей суток. При движении по орбите направление земной оси не меняется, она всегда направлена в сторону Полярной звезды. В результате изменения расстояния от Земли до Солнца, а также благодаря наклону земной оси к плоскости ее движения вокруг Солнца на Земле наблюдается неравномерное распределение солнечной радиации в течение года. Так происходит смена времен года, которая характерна для всех планет, у которых наклон оси вращения к плоскости ее орбиты (эклиптики) отличается от 90°. Орбитальная скорость планеты в Северном полушарии выше в зимнее время и меньше в летнее. Поэтому зимнее полугодие длится 179, а летнее — 186 суток. В результате движения Земли вокруг Солнца и наклона земной оси к плоскости ее орбиты на 66,5° на нашей планете наблюдается не только смена времен года, но и изменение продолжительности дня и ночи. Вращение Земли вокруг Солнца и смена времен года на Земле показаны на рис. 81 (дни равноденствия и солнцестояния в соответствии с временами года в Северном полушарии). Только два раза в год — в дни равноденствия продолжительность дня и ночи на всей Земле практически одинакова. Равноденствие — момент времени, в который центр Солнца при своем видимом годичном перемещении по эклиптике пересекает небесный экватор. Выделяют весеннее и осеннее равноденствия. Наклон оси вращения Земли вокруг Солнца в дни равноденствий 20-21 марта и 22-23 сентября оказывается нейтральным по отношению к Солнцу, а обращенные к нему участки планеты равномерно освещены от полюса до полюса (рис. 5). Солнечные лучи на экваторе падают отвесно. Самый длинный день и самая короткая ночь наблюдаются в день летнего солнцестояния. Солнцестояние — момент прохождения центром Солнца точек эклиптики, наиболее удаленных от экватора (точек солнцестояния). Различают летнее и зимнее солнцестояния. В день летнего солнцестояния 21-22 июня Земля занимает такое положение, при котором северный конец ее оси наклонен в сторону Солнца. И лучи падают отвесно не на экватор, а на северный тропик, широта которого равна 23°27' Круглые сутки освещенными оказываются не только приполюсные районы, но и пространство за ними до широты 66°33' (Полярный круг). В Южном полушарии в это время освещенной оказывается лишь та его часть, которая лежит между экватором и южным Полярным кругом (66°33'). За ним в этот день земная поверхность не освещается. В день зимнего солнцестояния 21-22 декабря все происходит наоборот (рис. 6). Солнечные лучи уже отвесно падают на южный тропик. Освещенными в Южном полушарии оказываются участки, лежащие не только между экватором и тропиком, но и вокруг Южного полюса. Такое положение продолжается до дня весеннего равноденствия.
Смена времен года — вечное и неизменное явление природы. Причина его заключается в движении Земли вокруг Солнца. Путь, по которому в космическом пространстве движется земной шар, имеет форму вытянутого круга - эллипса. Солнце находится не в центре этого эллипса, а в одном из ее фокусов. Поэтому на протяжении года расстояние от Солнца до Земли периодически меняется: от 147,1 млн. км (в начале января) до 152,1 млн. км (в начале июля). Переход от тёплого времени года (весна, лето) к холодному (осень, зима) происходит вовсе не потому, что Земля то приближается к Солнцу, то удаляется от него. Дело в том, что Земля, помимо обращения вокруг Солнца, вращается вокруг воображаемой оси (линии, проходящей через Северный и Южный полюса). Если бы ось Земли располагалась под прямым углом к орбите Земли вокруг Солнца, у нас не было бы времен года, а все дни были бы одинаковыми. Но эта ось наклонена по отношению к Солнцу (на 23°27'). В результате Земля вращается вокруг Солнца в наклонном положении. Это положение сохраняется круглый год, а ось Земли всегда направлена в одну точку — на Полярную звезду.
Поэтому в разное время года Земля по-разному подставляет солнечным лучам свою поверхность. Когда солнечные лучи падают отвесно, прямо, Солнце жарче. Если же лучи Солнца падают на земную поверхность под углом, то они греют земную поверхность слабее. Солнце всегда стоит прямо на экваторе и в тропиках, поэтому жители этих мест не знают холодов. Там не так резко, как у нас, сменяются времена года, и никогда не бывает снега. В то же время часть года каждый из двух полюсов повернут к Солнцу, а вторую часть скрыт от него. Когда Северное полушарие повернуто к Солнцу, в странах к северу от экватора — лето и день длинный, к югу — зима, а день короткий. Когда прямые лучи Солнца падают на Южное полушарие — здесь наступает лето, а в Северном — зима.
8 билет. Рельеф земного шара.
Рельеф – это совокупность неровностей земной поверхности, различающихся по высоте над уровнем моря, происхождению и т. п. Эти неровности придают неповторимый облик нашей планете. На формирование рельефа оказывают воздействие как внутренние, тектонические, так и внешние силы. Благодаря тектоническим процессам возникают в основном крупные неровности поверхности – горы, нагорья и т. д., а внешние силы направлены на их разрушение и создание более малых форм рельефа – речных долин, оврагов, барханов и т. д. Все формы рельефа подразделяют на вогнутые (впадины, долины рек, овраги, балки и т. д.), выпуклые (холмы, горные хребты, вулканические конусы и пр.), просто горизонтальные и наклонные поверхности. Размер их может быть самым разнообразным – от нескольких десятков сантиметров до многих сотен и даже тысяч километров. Рельеф дна океана. На дне океана, как и на суше, имеются разнообразные формы рельефа – горы, равнины, впадины, желоба и т. д. Они обычно имеют более мягкие очертания, чем аналогичные формы рельефа суши, так как внешние процессы протекают здесь более спокойно В рельефе океанского дна выделяют: – материковую отмель, или шельф (полка), – мелководная часть до глубины 200 м, ширина которой в ряде случаев достигает многих сотен километров; – материковый склон – довольно крутой уступ до глубины 2500 м; – ложе океана, которое занимает большую часть дна с глубинами до 6000 м. Наибольшие глубины отмечены в желобах, или океанических впадинах, где они превышают отметку 6000 м. Желоба обычно протягиваются вдоль материков по окраинам океана. В центральных частях океанов располагаются срединные океанические хребты (рифты): Южно-Атлантический, Австралийский, Антарктический и др. Рельеф суши. Основные элементы рельефа суши – это горы и равнины. Они образуют макрорельеф Земли. Горой называют возвышенность, имеющую вершинную точку, склоны, подошвенную линию, поднимающиеся над местностью выше 200 м; возвышение же высотой до 200 м называется холмом. Линейно вытянутые формы рельефа, имеющие гребень и склоны, – это горные хребты. Хребты разделяются расположенными между ними горными долинами. Соединяясь между собой, горные хребты образуют горные цепи. Совокупность хребтов, цепей и долин называют горным узлом, или горной страной, а в обиходе – горами. Например, Алтайские горы, Уральские горы и т. п. Обширные участки земной поверхности, состоящие из горных хребтов, долин и высоких равнин, называются нагорьями. Например, Иранское нагорье, Армянское нагорье и др. По происхождению горы бывают тектоническими, вулканическими и эрозионными. Тектонические горы образуются в результате движений земной коры, они состоят из одной или множества складок, поднятых на значительную высоту. Все высочайшие горы мира – Гималаи, Гиндукуш, Памир, Кордильеры и др. – складчатые. Для них характерны остроконечные вершины, узкие долины (теснины), вытянутые гребни. Глыбовые и складчато-глыбовые горы образуются в результате поднятия и опускания блоков (глыб) земной коры по плоскостям разломов. Для рельефа этих гор характерны плоские вершины и водоразделы, широкие, с плоским дном, долины. Это, например, Уральские горы, Аппалачи, Алтай и др. Вулканические горы образуются в результате накопления продуктов вулканической деятельности. На поверхности Земли достаточно широко распространены эрозионные горы, которые образуются в результате расчленения высоких равнин внешними силами, в первую очередь текучими водами. По высоте горы подразделяются на низкие (до 1000 м), средне-высотные (от 1000 до 2000 м), высокие (от 2000 до 5000 м) и высочайшие (выше 5 км). Высоту гор легко определить по физической карте. По ней же можно определить, что большая часть гор относится к средне-высотным и высоким. Выше 7000 м поднимаются немногие вершины, и все они находятся в Азии. Высоту более 8000 м имеют всего лишь 12 горных вершин, расположенных в горах Каракорум и Гималаях. Высшей точкой планеты является гора, или, точнее, горный узел, Эверест (Джомолунгма) – 8848 м.
Большую часть поверхности суши занимают равнинные пространства. Равнины – это участки земной поверхности, имеющие плоский или слабохолмистый рельеф. Чаще всего равнины слегка наклонные. По характеру поверхности равнины делят на плоские, волнистые и холмистые, но на обширных равнинах, например Туранской или Западно-Сибирской, можно встретить участки с различными формами рельефа поверхности. В зависимости от высоты над уровнем моря равнины подразделяются на низменные (до 200 м), возвышенные (до 500 м) и высокие (плоскогорья) (свыше 500 м). Возвышенные и высокие равнины всегда сильно расчленены водными потоками и имеют холмистый рельеф, низменные часто бывают плоскими. Некоторые равнины расположены ниже уровня моря. Так, Прикаспийская низменность имеет высоту 28 м. Нередко на равнинах встречаются замкнутые котловины большой глубины. Например, впадина Карагис имеет отметку 132 м, а впадина Мертвого моря – 400 м. Возвышенные равнины, ограниченные крутыми уступами, отделяющими их от окружающей местности, называются плато. Таковы плато Устюрт, Путорана и др. Плоскогорья – плосковершинные участки земной поверхности, могут иметь значительную высоту. Так, например, плоскогорье Тибет поднимается выше 5000 м. По происхождению выделяют несколько типов равнин. Значительные пространства суши занимают морские (первичные) равнины, образовавшиеся в результате морских регрессий. Это, например, Туранская, Западно-Сибирская, Великая Китайская и ряд других равнин. Почти все они относятся к великим равнинам планеты. Большая часть их – низменности, рельеф плоский или слегка холмистый. Пластовые равнины – это плоские участки древних платформ с почти горизонтальным залеганием пластов осадочных пород. К таким равнинам относится, например, Восточно-Европейская. Равнины эти большей частью имеют холмистый рельеф. Небольшие пространства в долинах рек занимают аллювиальные (наносные) равнины, образовавшиеся в результате выравнивания поверхности речными отложениями – аллювием. К этому типу относятся равнины Индо-Гангская, Месопотамская, Лабрадорская. Эти равнины низкие, плоские, очень плодородные. Высоко над уровнем моря приподняты равнины – лавовые покровы (Среднесибирское плоскогорье, Эфиопское и Иранское нагорья, плоскогорье Декан). Некоторые равнины, например Казахский мелкосопочник, образовались в результате разрушения гор. Их называют эрозионными. Эти равнины всегда возвышенные и холмистые. Эти холмы сложены прочными кристаллическими породами и представляют собой остатки бывших здесь некогда гор, их «корни».
10 билет.
I. Оптические свойства.
1. Цвет.
Описывается цвет минерала в куске. Описание цвета должно состоять более, чем из одного слова и содержать описание как гаммы (зеленый, синий...), так и оттенков (темный, светлый, голубоватый...). Примеры: «свинцово-серый; голубовато-зеленый, болотно-зеленый; ярко-оранжевый»
Кроме этого, используется:
Цвет в порошке (цвет черты)
Используется полоска неглазурованного фарфора («бисквит»). По ней надо провести образцом.
Описать цвет получившейся черты.
Если образец более твёрдый, чем бисквит, останется царапина, в этом случае в описании указывается: «черты не оставляет»/«черты нет».
Цвет черты может быть белым, и на белом фарфоре не заметным.
2. Блеск.
Блеск:
Алмазный
(= металлический, для минералов с черным цветом черты). Самый яркий, виден с расстояния в несколько метров
Стеклянный.
Один из наиболее распространенных. В дополнительном описании не нуждается.
Жирный
так блестит срез сала или масла. Его иногда называют масляным или маслянистым.
Восковой
Матовый
Это, собственно, когда «блеска нет», т.е. свет, попадающий на образец сильно рассеивается.
Перламутровый, шелковистый и прочие
– это уже экзотика
Блеск
– характеристика отражения света образцом.
Используется описательная характеристика: сопоставление блеска образца с блеском хорошо известных объектов.
Повысить блеск искусственно нельзя, а понизить – легко (поцарапать, заляпать и т.п.). Поэтому при описании минерала необходимо указывать его самый яркий наблюдаемый блеск.
Отсутствовать блеск не может: идеально черное тело – физическая абстракция.
3. Прозрачность. Минерал может быть:
Прозрачный
Свет проходит сквозь образец толщиной в несколько сантиметров практически без потерь; через тонкие образцы «можно газету читать».
Полупрозрачный
Свет проходит сквозь образец толщиной до сантиметра, но сильно рассеивается.
Просвечивающий в тонком сколе
Свет проходит сквозь сколы образца толщиной до миллиметра. Если смотреть на просвет, видна тонкая «кайма».
Непрозрачный
то есть совсем... :) Даже в шлифах. Как правило, это рудные минералы (сульфиды, оксиды железа и т.п.)
Прозрачность
– характеристика прохождения света сквозь образец.
Используется описательная характеристика: четырехступенчатая градация.
Повысить прозрачность искусственно очень сложно, а понизить – легко (поцарапать, заляпать и т.п.). Поэтому при описании минерала необходимо указывать его самую лучшую прозрачность.
При прочих равных условиях более мелкозернистые агрегаты выглядят менее прозрачными.
II. Механические свойства
4. Твердость
Шкала Мооса |
|||
Твер дость |
Название |
Формула |
Аналоги и замены |
1 |
Тальк |
Mg3[Si4O10](OH)2 |
(мягкий карандаш, марки М, 2М) |
2 |
Гипс |
CaSO4·2H2O |
(около 2, 5 – человеческий ноготь) |
3 |
Кальцит |
CaCO3 |
(медь – кусок проволоки или монета) |
4 |
Флюорит |
CaF2 |
|
5 |
Апатит |
Ca5[PO4]3(OH,Cl,F) |
(5 – стекло, 5,5 – сталь: нож,проволока, гвоздь... ) |
6 |
Полевые шпаты |
K[AlSi3O8] |
|
7 |
Кварц |
SiO2 |
(Напильник [Бондарь, 1999]) |
8 |
Топаз |
Al2SiO4(OH,F)2 |
|
9 |
Корунд |
Al2O3 |
(наждак – одна из разновидностей корунда) |
10 |
Алмаз |
C |
|
Твердость
– сопротивление, оказываемое кристаллом царапающему, сверлящему, шлифующему или давящему предмету. [ГеоВикипедия]
Испытываемый материал либо царапает эталон и его твёрдость выше, либо царапается эталоном и его твёрдость ниже эталона. Для определения относительной твёрдости минералов используется Шкала Мооса.
Используется относительная характеристика: десятиступенчатая градация, от самого мягкого минерала до самого твердого (в известной части Вселенной, по крайней мере).
Большинство минералов широко распространены, и нет необходимости таскать с собой всю шкалу. Для большинства эталонов подобраны аналоги (приведены в скобках).
Если образец имеет твердость между двумя эталонами, ему сопоставляется дробная твердость. (например, образец царапается кварцем, но сам царапает полевой шпат: его твердость будет составлять 6,5)
Материалы частично из ГеоВикипедии. Подробнее в ГеоВики
Излом
Излом
– сколы минерала вдоль произвольных направлений.
Ровный или ступенчатый Характерны для минералов со спайностью (см.далее).
Раковистый По форме похож на створку раковины. характерен для аморфных и подобных им агрегатов (опал, стекло, кварц).
Занозистый характерен для минералов с игольчатым строением [Бондарь, 1999]
Землистый Характерен для глинистых минералов
Зернистый по виду похож на наждачную бумагу или кусок сахара.
Неровный