Контрольна робота з фізичної географії

Особливості будови земної кори, коефіцієнти горизонтального
розчленування території, геоморфологічних досліджень.

Особливості будови земної кори

Своєю назвою верхня твердокам’яна оболонка Землі завдячує згаданій вище
гіпотезі Канта-Лапласа (мовляв, верхня оболонка розжареної планети
остигала швидше, ніж глибинні горизонти і зрештою затверділа, утворивши
порівняно тонкий шар — кору). У земній корі зустрічаються практично всі
відомі хімічні елементи, проте основну роль у її будові відіграють
кисень, кремній та алюміній; серед інших переважають залізо, кальцій,
натрій, калій, магній. Проте у чистому вигляді окремі елементи у корі
зустрічаються рідко. Здебільшого вони утворюють закономірні сполуки, які
називають мінералами, а агрегатні скупчення мінералів одержали назву
гірських порід. Саме гірські породи і мінерали становлять основу
матеріального складу земної кори (користуючись фізико-хімічною
термінологією, справедливим виглядає така ієрархія понять: тіло земної
кори складається з «молекул» — гірських порід, які утворені «атомами» —
мінералами, а останні, в свою чергу, складаються з «елементарних
частинок» — хімічних елементів).

У земній корі виділяють три основних шари: осадовий, гранітний та
базальтовий Поширення і співвідношення цих шарів дозволяють розрізняти
два головних типи земної кори — кору материкову й океанічну та перехідну
зону між ними. Нижню межу розвитку земної кори вперше встановив
сербський сейсмолог А.Мохоровичич, який звернув увагу, що на певній
глибині сейсмічні хвилі помітно міняють свою швидкість і напрямок (це й
дозволило йому висловити припущення про те, що «переломи» фіксують межу
між твердими породами кори та більш глибокими утвореннями з іншими
фізичними (сейсмічними) характеристиками речовини; пізніше це припущення
перевірялося сотні разів у різних частинах земної кулі, що й дозволило
досить надійно встановити положення нижньої межі земної кори, названої
на честь першовідкривача поверхнею або межею Мохоровичича, чи скорочено
— «границею Мохо» або й просто- «М-поверхнею»).

Материкова кора має середню потужність близько 35 км, змінюючи її від 30
км (під давніми рівнинами) до 40-80 км (часом і більше) під горами.
Основу материкової кори становить так званий гранітний шар, точніше —
глибинні кислі магматичні породи, які за властивостями наближаються до
гранітів (власне граніти, сієніти, мігматити тощо). Жорсткий
гранітний шар перекривається менш потужним (0-15 км) осадовим
горизонтом, складеним різноманітними породами, що утворювалися на
поверхні Землі (торфи, піски, пісковики, глини, вапняки тощо) і
підстилається відносно пластичним базальтовим шаром (магматичні породи
основного складу, за властивостями близькі до базальтів).

Океанічна кора, потужність якої пересічно становить від 5 до 15 км,
утворюється переважно породами типу базальтів, що перекриваються досить
тонким (до 1 км) шаром осадових порід (уламкових, карбонатних та ін.}.
Середня щільність (густина) гірських порід земної кори становить 2,74
г/см3, зростаючи у базальтовому горизонті до 3,5 г/см3. Температурний
режим кори визначається внутрішнім теплом Землі і лише тонкий
приповерхневий шар (у помірних широтах — до 20 м) прогрівається Сонцем і
відчуває сезонні коливання температури). Пересічно температура в земній
корі зростає на 3°С при заглибленні на кожні 100 м, тобто так звана
температурна сходинка у земній корі становить 33 м. На межі з мантією
(поверхня Мохо) температура корової речовини сягає 500-1200°С. З
глибиною відчутно зростає і тиск у земній корі, досягаючи на границі
Мохо 40 млрд. Па (1 Па = 9,87*10-6 атм).

За сучасними уявленнями, земна кора виплавлялася з речовини мантії в
процесі тривалої фізико-хімічної та гравітаційної диференціації. При
цьому виділялася речовина, що утворила базальтовий і гранітний шари, а
осадовий горизонт формувався пізніше,; як їх наслідок руйнування. У
житті земної кори безперервно формуються різноманітні підняття та
прогини. У рухомих частинах кори (так званих геосинклінальних зонах), де
швидкість вертикальних переміщень вимірюється сантиметрами на рік, а
загальна амплітуда складає кілька кілометрів, підняття і прогини мають
видовжену форму, часто простираючись на сотні й тисячі кілометрів. Такі
підняття і прогини зумовлюють контрастне розчленування земної поверхні
на великі форми рельєфу (гори, западини тощо). На більш стабільних
(платформених) ділянках швидкість вертикальних переміщень кори
знижується до міліметрів (або й долей міліметра) на рік, що зумовлює
незначну контрастність рельєфу на таких територіях.

Коефіцієнти горизонтального розчленування території

Горизонтальне розчленування рельєфу (густота або інтенсивність
розчленування) характеризує ступінь розвитку ерозійної мережі та
щільність розміщення на досліджуваній території окремих негативних чи
позитивних форм (тальвегів, ярів, улоговин, западин, горбів, пасем
тощо). Визначення і подальше картографування горизонтального
розчленування поверхні дозволяє не тільки районувати досліджувану
територію за ступенем її «освоєння» ерозійною мережею, але й допомагає
встановлювати стадію розвитку рельєфу, його відносний вік.

Існують різні підходи до визначення показників горизонтального
розчленування рельєфу.

1. Показник густоти ерозійного розчленування (Кг, км/км2) характеризує
довжину тальвегів ерозійних форм, що припадає на одиницю площі:

сумарна довжина всіх тальвегів (серед них і постійної гідрографічної
мережі), зафіксована картометричними роботами на досліджуваному
водозборі (див. табл. 48), км;

F — площа водозбору, км2.

Показник густоти ерозійної мережі є однією з найбільш поширених
характеристик горизонтального розчленування території. Саме таким
способом визначається і широко вживана у науковій та технічній
літературі густота гідрографічної мережі (річкової сітки), при
розрахунках якої у чисельнику формули (1) враховується не загальна
протяжність тальвегів ерозійних форм, а сумарна довжина постійних
водотоків (річок, струмків, каналів).

При картографуванні показники густоти ерозійного (або гідрографічного)
розчленування розбиваються на інтервали (наприклад: менше 1 км/км2, 1-2
км/ км2, 2-3 км/км2 тощо) і виносяться у легенду карти та показуються на
самій карті якісним фоном — фарбами або штриховкою.

Разом з тим показник густоти ерозійного розчленування, що являє собою
величину відносну (довжина ерозійних форм відноситься до площі),
ускладнює можливості співставлення горизонтального розчленування з
іншими основними морфометричними показниками — глибиною розчленування та
кутами похилу поверхні, оскільки останні представлені здебільшого
абсолютними величинами і можуть визначатися не тільки для площі, а й для
будь-якої окремої точки на поверхні. Саме через цю обставину
заслуговують на увагу й інші способи оцінки горизонтального
почленування.

):

Для побудови карт віддалення вододілів від тальвегів у межах кожного
елементарного водозбору (наприклад, водозбору третього порядку)
проводять серію ліній падіння схилів, на яких відкладаються (починаючи
від тальвегу) рівновеликі відрізки, довжина яких призначається в
залежності від масштабу карти та характеру рельєфу (наприклад, на картах
масштабу 1:25000 такі відрізки розмічають через 0,4- 1,0 см, що
відповідає відстаням 100-250 м на місцевості). Рівновіддалені від
тальвегів точки з’єднують плавними кривими, які й являють собою ізолінії
віддалення від місцевих базисів денудації. Для унаочнення карти площі
між ізолініями доцільно зафарбовувати або штрихувати.

За такою самою методикою будуються і карти довжини ліній стоку, проте на
них віддалі вимірюються у зворотному напрямку — не від тальвегів, а від
вододільних ліній. Такі карти особливо зручні при вивченні інтенсивності
поверхневої ерозії (площинного змиву, яротворення тощо), а відтак
становлять великий інтерес для практиків землевпорядкування, екологів,
агрономів, меліораторів та фахівців інших галузей господарства.

Зважаючи на працемісткість картометричних побудов при виконанні описаних
вище робіт, на практиці дуже часто виконуються наближені обчислення, за
якими визначається так звана середня довжина схилів (І0сх,м ).
Наближеність оцінки середньої довжини схилу пов’язана з припущенням, що
основний тальвег проходить по центральній частині досліджуваного басейну
(в дійсності це буває дуже рідко), однак, як показують спеціальні
дослідження, подібні розрахунки цілком влаштовують практиків, особливо
при проведенні робіт на значних за розмірами площах.

При цьому

(Тут коефіцієнт 1000 вживається для переведення довжини схилів у метри,
оскільки і площа, і сумарна довжина тальвегів виражені у кілометровій
системі).

Картографування середньої довжини схилів здійснюється за елементарними
басейнами відповідного порядку. При цьому, в залежності від призначення
роботи, обираються ті чи інші інтервали, у межах яких відповідним
забарвленням або штриховкою показуються ареали поширення схилів
однакової довжини

3. Щільність розміщення форм рельєфу (западин, горбів, лійок тощо), яка
виступає теж як одна з важливих характеристик горизонтального
розчленування поверхні, може визначатися як в абсолютних, так і у
відносних показниках (коефіцієнтах), що відповідно визначаються за
виразами:

де N — кількість западин, горбів або інших нелінійних форм рельєфу на
досліджуваному водозборі з площею F, км2.

Наведені показники далеко не вичерпують всього розмаїття методів та
підходів до оцінки горизонтального розчленування рельєфу. Зокрема, слід
бодай побіжно згадати про оригінальні методи, запропоновані для
дрібномасштабного морфометричного картографування (тобто, для значних за
площею територій) В.Ченцовим, В. Черніним та іншими авторами (вони
достатньо повно висвітлені у спеціальних роботах, наприклад у
О.Спиридонова та ін.).

Методи геоморфологічних досліджень.

У великому розмаїтті підходів до нагромадження вихідного матеріалу з
метою його подальшого опрацювання та узагальнення можна виділити три
основних методи — експедиційний, стаціонарний та експериментальний.

Експедиційні методи являють собою найстаріший напрямок географічного
дослідження Землі, що полягає у вивченні тих чи інших природних об’єктів
шляхом їх одноразового відвідування. На сучасному етапі значення цих
методів дещо знизилося, оскільки вони дають уяву лише про статичний (на
час відвідування) стан цих об’єктів і природного середовища
досліджуваної території, в той час як природа безперервно змінюється,
про що ми вже згадували вище. Експедиційні методи доцільно застосовувати
для вивчення тих явищ, які, маючи виразне розмежування в просторі,
порівняно повільно змінюються в часі (скельний рельєф гір, стійка
річкова мережа тощо), а також для порівняльних оцінок компонентів
природи при повторному відвідуванні цих самих об’єктів. У залежності від
завдань дослідження ці методи здійснюються шляхом суцільного
(маршрутного) обстеження території або на базі ключового (на окремих
характерних ділянках) вивчення відвіданої площі. Сучасні експедиційні
роботи спираються на широке використання різноманітних карт,
аерокосмічних знімків, найновіших вимірювальних приладів,
кіно-фотоапаратури тощо і часто комбінуються з стаціонарними
спостереженнями.

Стаціонарні методи використовуються для вивчення процесів та явищ, які
помітно змінюються в часі. Як правило, при цьому спостереження
проводяться за допомогою спеціальних вимірювальних приладів. Вперше такі
методи почали застосовувати для вивчення атмосфери і гідросфери, в
зв’язку з чим у більшості країн світу вже давно діють спеціальні
спостережні пункти і створені державні мережі метеорологічних та
гідрологічних станцій з досить довгими рядами безперервних
інструментальних спостережень за зміною окремих фізичних процесів і
явищ, що відбуваються у повітряній і водній оболоках Землі). З часом
почалося створення пунктів стаціонарних спостережень за землетрусами
(сейсмостанції), за рухом та змінами гірських і материкових льодовиків
(гляціологічні станції), снігових лавин і катастрофічних сельових
потоків у горах, пісків у пустелях тощо. За останні десятиріччя у різних
країнах з’явилися комплексні фізико-географічні стаціонари, де
вивчаються не тільки окремі компоненти природи, а й їх взаємодія. Як
правило, такі стаціонари функціонують при науково-дослідних та вищих
навчальних закладах (згадаємо хоч би створені в Україні Канівський
стаціонар Київського Національного університету, Карпатський і Шацький
стаціонари Львівського університету, Дністровський стаціонар Одеського
університету та ін.). Стаціонарні спостереження ведуться також на
територіях заповідників і національних природних парків.

Значні перспективи у розвитку пізнання природи і безперервного контролю
природного середовища пов’язані з використанням космічних лабораторій на
штучних супутниках Землі та космічних кораблях. Взагалі методи
космічного землезнавства, які бурхливо розвиваються у світі з 1957 р. (з
часу запуску першого радянського штучного супутника Землі), зайняли
своєрідне «буферне» становище між експедиційними і стаціонарними
методами (періодичні космічні експедиції відбуваються на фоні
безперервних супутникових спостережень). Матеріали космічних досліджень
(зокрема, у вигляді різних форм зйомок: фотографічної, фотоелектронної,
спектральної, геофізичної та ін.) дозволили уточнити схеми загальної
циркуляції атмосфери, відкрили принципово нові напрямки в океанології
(кільцеві океанічні течії та ін.), структурній геології (розламна
тектоніка, теорія літосферних плит та ін.) та у багатьох інших галузях
науки про Землю.

Експериментальні методи досліджень у загальному землезнавстві, на
відміну від інших природничих наук (математики, фізики, хімії,
біології), до останнього часу застосовувалися обмежено, що пов’язано з
труднощами відтворення в натурі чи в умовах лабораторії складного
комплексу природних процесів, які проявляються на значних площах або
охоплюють великі проміжки часу (наприклад, процеси горотворення,
материкового зледеніння тощо). Лише протягом останніх трьох десятиріч
відкрилися нові шляхи використання експериментальних методів у зв’язку з
все ширшим застосуванням моделювання найрізноманітніших природних
процесів (моделями можуть виступати кліматичні камери, ерозійні лотки
тощо). При моделюванні дослідник одержує можливість змінювати масштаб
часу, ситуацію, субстрат. Принциповою проблемою моделювання у загальному
землезнавстві є формування поняття про ідеальні об’єкти, у порівнянні з
якими аналізується сучасний стан природного середовища. Подібні ідеальні
об’єкти давно відомі в математиці (точка, лінія, площина), у фізиці та
хімії (абсолютно тверде тіло, ідеальний газ), а також у багатьох інших
науках. У загальному землезнавстві подібними ідеальними об’єктами стали
моделі фігури Землі (земна куля, еліпсоїд обертання, геоїд), солярний
клімат (теоретично можливий клімат Землі, залежний виключно від величини
сонячної радіації»), ідеальний континент, геосистема тощо. Прикладом
успішного використання моделей для вивчення природних явищ можуть бути
дослідження руслових процесів, коли роботу біжучої води по деформації
річища визначають в залежності від змін маси та швидкості води.

Похожие записи