59. Магнитосфера Земли (размер и структура)

Вокруг земного шара имеется магнитное поле, природа которого до сих пор не выяснена. Магнитное поле простирается до высоты 90 тыс. км. Выше этой зоны оно теряет способность притягивать заряженные частицы. Здесь проходит граница газовой оболочки Земли. Всю область, где проявляются магнитные свойства земного шара, принято называть магнитосферой.

Пространство, в котором напряженность магнитного поля Земли не уступает напряженности межпланетного магнитного поля (0,810^-3 А/м), называется магнитосферой.

Со стороны, обращенной к Солнцу, магнитосфера сжата магнитным давлением «солнечного ветра». С противоположной стороны ее силовые линии разомкнуты и образуют так называемый магнитный хвост Земли. Внутри него обнаружен слой, где напряженность, магнитного поля близка к нулю. В наиболее удаленных частях граница магнитосферы проходит на расстоянии 10 - 15 земных радиусов от центра Земли.

Результатом взаимодействия «солнечного ветра» и магнитного поля Земли являются радиационные пояса Земли - внутренние области магнитосферы, в которых магнитное поле удерживает заряженные частицы (протоны, электроны), обладающие большой кинетической энергией.

Числа указывают расстояния в радиусах Земли. Заштрихованы радиационные пояса.

60. Ориентация магнитной оси

Точки, в которых магнитная ось пересекает земную поверхность, называются геомагнитными полюсами. Эти полюса Земли не совпадают с географическими. Магнитный полюс Земли, к которому притягивается северный конец стрелки компаса находится в пункте с координатами приблизительно 76^o с.ш. и 101^o з.д. (Канадский Арктический архипелаг). Магнитный полюс, расположенный в южном полушарии Земли, имеет координаты 66^o ю.ш. и 140^o в.д. (на берегу Антарктиды под Австралией).

61. Данные палеомагнетизма

1. Палеомагнитологи обнаружили, что за последние 8000 лет магнитное поле Земли изменялось периодически, со средним периодом 1200—1500 лет. Максимальной напряженности оно достигло в начале нашей эры.

2. Если верить палеомагнитным измерениям, то магнитные полюсы Земли непрерывно странствуют. Судя по данным, полученным в Африке, около 570 млн. лет назад северный геомагнитный полюс находился вблизи экватора, а затем постепенно переместился на север, к своему теперешнему местоположению.

3. Более того, магнитное поле Земли, многократно испытывало «переполюсовку» или инверсию. Говоря яснее, магнитные полюсы менялись ролями — северный становился южным, и наоборот. Это доказано системами линейных знакопеременных магнитных аномалий, параллельных и симметричных осям срединных хребтов, способных фиксировать периодические инверсии магнитного поля Земли.

Смещение северного геомагнитного полюса по палеомагнитным данным.

62. Роль магнитосферы

Магнитосфера реагирует на проявления солнечной активности, вызывающей заметные изменения в солнечном ветре и его магнитном поле. Возникает сложный комплекс явлений, получивший название магнитной бури. При бурях наблюдается непосредственное вторжение в магнитосферу частиц солнечного ветра, происходит нагрев и усиление ионизации верхних слоев атмосферы, ускорение заряженных частиц, увеличение яркости полярных сияний, возникновение электромагнитных шумов, нарушение радиосвязи на коротких волнах и т.д. В области замкнутых линий геомагнитного поля существует магнитная ловушка для заряженных частиц. Нижняя её граница определяется поглощением захваченных в ловушку частиц атмосферой на высоте несколько сот км, верхняя практически совпадает с границей магнитосферы на дневной стороне Земля, несколько снижаясь на ночной стороне. Потоки захваченных в ловушку частиц высоких энергий (главным образом протонов и электронов) образуют т. н. Радиационный пояс Земли. Частицы радиационного пояса представляют значительную радиационную опасность при полётах в космос.

Роль магнитосферы Земли в перераспределении энергии Солнца и космических лучей, поступающей в атмосферу и на поверхность Земли

63. Движение оси вращения Земли

Постоянное смещение географических полюсов раньше объяснялось главным образом таянием ледников: потоки втекают в Мировой океан и тем самым изменяют общее распределение масс в теле Земли, на что она реагирует сменой характера своего вращения. Но это справедливо лишь относительно последних веков и не объясняет процессы, происходившие в предшествующие миллионы лет.

Подземные толчки смещают большие участки земной коры и лежащей под ней мантии, перераспределяя массу планеты. Такие смещения могут изменять положение географического полюса и его скорость относительно оси вращения Земли

На скорость вращения Земли влияет и Луна .

64. Другие особенности движения земли в пространстве.

65. Периоды некоторых движений, расчитанные Миланковичем.

66. Влияние движений земли на климат.

Изменения климата обусловлены переменами в земной атмосфере, процессами, происходящими в других частях Земли, таких как океаны, ледники, а также эффектами, сопутствующими деятельности человека. Внешние процессы, формирующие климат, — это:

изменения солнечной радиации и орбиты Земли.

изменение размеров и взаимного расположения материков и океанов,

изменение светимости солнца,

изменения параметров орбиты Земли,

изменение прозрачности атмосферы и ее состава в результате изменений вулканической активности Земли,

изменение концентрации парниковых газов (СО2 и CH4) в атмосфере,

изменение отражательной способности поверхности Земли (альбедо),

изменение количества тепла, имеющегося в глубинах океана.

Или можно так написать:

1. Дрейф  географического  полюса Земли

2. Дрейф  геомагнитного  полюса  Земли и изменения параметров магнитосферы;

3. Изменение  угловой  скорости  вращения  Земли;

4. Изменение  эндогенной активности Земли.

5. Солнечная  активность;

По своему влиянию на климат изменения земной орбиты сходны с колебаниями солнечной активности, поскольку небольшие отклонения в положении орбиты приводят к перераспределению солнечного излучения на поверхности Земли. Такие изменения положения орбиты называются циклами Миланковича, они предсказуемы с высокой точностью, поскольку являются результатом физического взаимодействия Земли, ее спутника Луны и других планет. Изменения орбиты считаются главными причинами чередования гляциальных и интергляциальных циклов последнего ледникового периода. Результатом прецессии земной орбиты являются и менее масштабные изменения, такие как периодическое увеличение и уменьшение площади пустыни Сахара.

67. Гидросфера ( состав, площадь, объем)

Гидросфера (сочетание двух греческих слов: вода и шар) - это прерывистая водная оболочка нашей планеты, занимающая 70,8 % ее поверхности (это около 361 млн. км²). Она расположена между атмосферой и твердой земной корой и представляющая совокупность океанов, морей и континентальных водных бассейнов (реки озера и прочие водоемы).

Объем гидросферы достигает 1370,3 (1460) млн. км³ , что составляет 1/800 общего объема планеты. Масса гидросферы на Земли 1,46 • 10¹⁸ т, что в 266 раз превосходит массу атмосферы.

Если это количество воды распределить по всей земной поверхности, то вода покрыла бы ее слоем толщиной в 3795 м.

68. Мировой океан. Описание гипсографической кривой.

Мировой Океан объединяет 4 крупнейших океана, общей площадью 361 млн. км² : Тихий (49,5%), Атлантический (25,3%), Индийский (21,1%) и Северный Ледовитый (4,1%)., и все моря - части океанов, вдающиеся в сушу и отделенные от океанов островами, полуостровами или подводными хребтами.

Средняя глубина Мирового Океана 3704 (3800)м, наибольшая 11022 м (Марианская впадина). Дно морей и океанов имеет сложный, хотя и менее расчлененный, нежели суша, рельеф.

Если бы кора Земли была правильной сферой, то глубина океана оказалась бы везде равной 2750 м.

Гипсографическая кривая — распределение высот и глубин земной коры

Шельф занимает 7% площади Мирового океана. Абиссаль – ложе Океана- занимает около 50% с глубинами от 4000 до 6000 м.

69.Течения Мирового Океана

Океанические, или морские, течения — это поступательное движение водных масс в океанах и морях, вызванное различными силами. Хотя наиболее значительной причиной, образующей течения, является ветер, они могут сформироваться и из-за неодинаковой солёности отдельных частей океана или моря, разности уровней воды, неравномерного нагрева разных участков акваторий. В толще океана существуют вихри, созданные неровностями дна, их размер нередко достигает 100—300 км в диаметре, они захватывают слои воды в сотни метров толщиной.

Различают поверхностные и глубоководные течения.

Поверхностные течения захватывают поверхность морей и океанов; они распространяются вдоль поверхности, проникая в глубину от сотен метров до одного-двух километров. Глубоководные течения наблюдаются на достаточно больших глубинах; эти течения связаны с подъемом и опусканием водных масс, с их движением вдоль поверхности дна океанов.

Структура поверхностных морских течений земного шара определяется тремя основными факторами:

1. системой глобальных приповерхностных ветров

2. расположением материков,

3. вращением Земли вокруг своей оси.

Если факторы, вызывающие течения, постоянны, то образуется постоянное течение, а если они носят эпизодический характер, то формируется кратковременное, случайное течение. По преобладающему направлению течения делятся на меридиональные, несущие свои воды на север или на юг, и зональные, распространяющиеся широтно. Течения, температура воды в которых выше средней температуры для тех же широт, называют тёплыми, ниже — холодными, а течения, имеющие ту же температуру, что и окружающие его воды, - нейтральными.

Муссонные течения изменяют своё направление от сезона к сезону, в зависимости от того, как дуют прибрежные ветры муссоны. Навстречу соседним, более мощным и протяжённым течениям в океане, движутся противотечения.

На направление течений в Мировом океане оказывает влияние отклоняющая сила, вызванная вращением Земли, - сила Кориолиса. В Северном полушарии она отклоняет течения вправо, а в Южном — влево. Скорость течений в среднем не превышает 10 м/с, а в глубину они распространяются не более чем на 300 м.

В Мировом океане постоянно существуют тысячи больших и малых течений, которые огибают континенты и сливаются в пять гигантских колец. Система течений Мирового океана называется циркуляцией и связана, прежде всего, с общей циркуляцией атмосферы.

70.Круговорот воды на Земле

Мощная «тепловая машина» атмосферы, приводимая в движение энергией Солнца, ежегодно поднимает с поверхности земного шара в виде водяных паров 511 тыс. км 3 воды, а из них 411 тыс. км3 — с поверхности океана. Две трети этого количества вскоре возвращается обратно в океан в виде атмосферных осадков, выпадающих из облаков. Это малый круговорот воды на Земле. Более одной трети водяных паров с поверхности океана переносится ветрами на материки и присоединяется к водяным парам, поднимающимся с суши. На суше ежегодно в виде осадков выпадает примерно 100 тыс. км3 воды. Часть воды после дождя сразу испаряется и возвращается в атмосферу, особенно если это происходит летом или в засушливых южных странах. Вот первые капли дождя упали на сухую землю. Вода просачивается сквозь поры в почву сначала быстро, потом медленно. Сила тяжести влечет ее все ниже и ниже, пока на пути не встретится водоупорный пласт. Скопившаяся над ним вода начинает медленно течь в порах грунта вдоль по его наклону. Она может снова выйти на поверхность земли в ближайшем овраге в виде ручья, может слиться с другими подземными водоносными слоями в невидимую многоводную «реку» и даже образовать в углублении водоупорного пласта подземное озеро-губку. Когда почва, вдоволь насыщенная влагой, отказывается принимать дождевую воду, вода стекает по ее поверхности. Она собирается в наземные ручейки и реки и в конечном итоге опять-таки попадает в океан. Между подземными водоносными слоями и реками происходит непрерывный водообмен. Во время половодья реки выходят из берегов, насыщают водой почву и грунт. Часть увлажнившей почву воды всасывают корни растений. Насыщенная питательными солями, вода поднимается вверх по стволам и стеблям и возвращается в атмосферу через листья в виде водяных паров. Растения используют около половины атмосферных осадков. Они извлекают из воды питательные соли и оставляют для себя лишь ничтожную ее часть. Главную массу воды растение перекачивает обратно в атмосферу. Этот процесс называется транспирациейВода из облаков может выпасть на землю в виде снега. Тогда на своем пути в океан она задержится до весны. Талые снеговые воды весной стекут в реки или просочатся в почву, питая грунтовые воды. А если снег выпадет на вершины высоких гор в Антарктиде или в Гренландии, он может пролежать многие десятки, сотни и даже тысячи лет. Постепенно уплотняясь, снег превращается в лед медленно сползающих с гор ледников. У подножия высокогорных ледников начинаются реки. В полярных странах от ледников, спускающихся в море, откалываются айсберги. И здесь долгий путь воды завершается в океане. Это большой круговорот воды на Земле.