Измерение расстояний на местности и изображение их на чертеже. План и карта

Измерение расстояний. Масштаб

В практической жизни очень часто приходится определять! расстояния и наносить их на бумагу. Расстояние измеряют шЦ гами, мерной лентой или рулеткой. На местности этими способ бпми очень часто измерить расстояния невозможно. В TaKi-uj случаях iin определяют при помощи построения треугольников

ia глаз.

При глазомерном определении расстояний необходимо знат1 ■то крупные предметы кажутся расположенными ближе, чем действительности. Особенно скрадывается расстояние на по верхностп поды. Например, противоположный берег реки, озе ра, острова всегда кажется более близким, чем на самом деле Наоборот, предметы мелкие, слабо освещенные, расположен ные внизу, представляются более далекими, чем в действнтсль ностн. В туманную погоду, в сумерки все расстояния кажу in большими, чем в ясную погоду.

Легче измерить расстояние до предмета, если известны его пысота и длина. В этих случаях берется масштабная линейка и На вытянутой руке определяется количество делений, которые iuviiikom закрывают предмет. Длина руки в среднем составляет 110 1'м. Искомое расстояние будет относиться к расстоянию линей­ки от глаза (т. е. к 60 см) так, как размер предмета относится к pitp.iepy закрывающей предмет части линейки. Например, высо-ти двухэтажного дома 10 м; линейка закрывается на 2 см, тогда

1000-60 6000 _опл~ „„„

''тояние до дома = = 3000 см, т. е. 300 м.

2 2

¹1лото измеренное расстояние нужно изобразить на бумаге.

и что го его уменьшают или увеличивают. Степень уменыне-

i (увеличения) расстояний на бумаге (чертеже, плане, карте)

■ 'равнению с их действительной длиной на местности называ-

i| масштабом. Иначе, масштаб — это число, показывающее,

■лько раз действительное расстояние уменьшено или уве-

■ на бумаге. Таким образом, масштаб представляет собой

■пне длины линий на чертеже, плане, карте к длине линий

ре. Например, расстояние от одной деревни до другой

или 1 000 000 см. Его нужно нанести на лист бумаги. Для

\ меньшим это расстояние в 100 000 раз, тогда на бумаге

I- будет равен 10 см.

имчшот три QcnoBHbix вида изображения масштаба: име-

iliI'i (натуральный), численный и линейный.

'leiinui'i масштаб изображается в виде дроби,, у которой

i-.ni. единица, а знаменатель — число, показывающее

|. уменьшения. Например, 1 : 10 000; 1 : 100 000; 1 : 1 000 000.

пиний масштаб представляет собой прямую линию,

шито па равные отрезки. Эти отрезки соответствуют оп-

нмим расстояниям на изображаемой местности, где каж-

п' обозначают сверху цифрами. На картах основание

принято за 1 см. Цифру 0, от которой начинается от-

iili на линейном масштабе, обычно ставят не у самого

■оной линейки, а отступив одно деление вправо. На

е палево от «0» наносят более мелкие деления

мифический атлас).

ипо г численным линейный масштаб дает возмож­но гневно, без вычислений определять действитель-" i плане и карте.

ooiы с планом и картой часто приходится чис-нереноднть в именованный или линейный. Для 'Hiiniiiiii, какому действительному расстоянию i ни плане, затем умножить 1 см на знаменатель i нПл и полученный результат перевести в мет-i Пнпример, численный масштаб 1 : 1000 пока-нн н-и,вне |>шч тояние уменьшено на плане в что I см па плане соответствует на мест-

26

27

Чтобы линейный масштаб перевести в численный, надо под­считать, во сколько раз деление линейного масштаба меньше действительного расстояния. Например, на линейном масштабе 1 см изображает действительное расстояние в 10 км. В 1 км со­держится 100 000-10=1000 000 см. Следовательно, действитель­ное расстояние уменьшено в 1 000 000 раз, и численным масштаб будет составлять 1 : 1 000 000.

Вопросы и задания. 1. На местности отмерьте расстояние и ]()() м, прой­дите его 2—3 раза, подсчитывая каждый раз количестпо шагов, определите их среднее число и высчитайте длину шага. Этой величиной удобно пользоваться при измерении расстояний на местности. 2. Изобразите в тетради линиями расстояние в 100, 500 м, используя масштаб: в 1 см —• 50 м. ,'i. Переведите чис­ленные масштабы в линейные: 1 : 50 000; 1 : 750 000; 1 : 1 000 000; 1 : 50 000 000. 4. Переведите именованные масштабы в численные: 1 см — 100 м; 1 см — 1 км; 1 см — 50 км.

Ориентирование

В силу шарообразности Земли человек наблюдает ее поверх­ность в виде круга, над которым опрокинут небосвод. И где бы человек ни был, он всегда находится как бы в центре видимого пространства.

Границу видимого пространства, где, как нам кажется, не­бесный свод соприкасается с поверхностью Земли, называют ли­нией горизонта, На плоской поверхности она кажется окружно­стью, и центре которой находится наблюдатель. Давно замечено, что с поднятием ниер.х линия горизонта удаляется, а горизонт расширяется (табл. ч).

Дальность видимого горизонта определяют по формуле D = = 3,80'//, где I) дальность в километрах, Н — высота точки в метрах.

Для определения местоположения предметов находят сторо­ны горизонта м но ним производя!' ориентирование. Человек учится орпептиронл ты. и с детства; сначала по сторонам своего тела (вправо, влево, вперед, шип, вверх), затем но сторонам го­ризонта (С, 10, 3, И) м промежуточным (СЗ, СВ, ЮЗ, ЮВ). Так устанавливается местоположение предметов п явлений в види­мом пространстве, т. е. происходит ориентирование.

Существует много способов нахождения сторон горизонта. Одним из них является способ определения полуденного поло­жения Солнца. В полдень Солнце находится точно на юге. Если

Таблица 4

Млшнимт и. дальности пнднмого горизонта от ni.icon.i наблюдателя

Высота гла:и1 наблюдателя, м	l	а	i	id	50	то	1000	201 !■'
Дальность видимого горизонта, км	з,г.	5,0	7,1	11,3	25,2	36,7	112'9	156,5

за длиной тени, взять гномон (метровый шест) и понаблюдат^/удет в то время, то можно установить, что самая короткая тень л. Это означает, когда Солнце выше всего над линией горизоН^жно определить что по длине полуденной тени от предметов >* полуденной тени, стороны горизонта. Если встать в направлений лг, справа будет то лицо будет обращено на север, спина — на Гг провести на восток, слева — запад. Эти определения следУ местности. а звезды. Если

Следующий способ — нахождение Полярной Медведицы, ночь ясная, сначала находят созвездие Боль^ющей крайние Jla пятикратном расстоянии по линии, соеди^у. Она располо- знезды ковша, можно увидеть Полярную звезг^₀р₀го, как нам жена над Северным полюсом мира, вокруг &° кажется, вращаются звезды. да небо покрыто

I Io как быть, когда нет Солнца и звезд, ко^льзуют компас. ■ илошным слоем облаков? В таких случаях vie" правило — пре- Нри пользовании компасом нужно соблюдаемому объекту. |.де всего точно определить направление к ис^дения. Передви- I чгда обратное направление будет путем возвр^дится по азиму- i еипе на местности с помощью компаса произ^нием на север и i.im. Азимутом называется угол между направ^тывается по хо- пужным направлением на предмет. Азимут отс^_е соответствует iv часовой стрелки. Так, восточное направлен северное — 360°. нимуту 90°, южное—180°, западное — 270° *^но пройти 500 м 11рнмер. Чтобы попасть в пункт назначения, нУ£ Все расстояния но азимуту.360°, а затем 100 м по азимуту 45 V,_TCH но компасу. прослеживаются от видимых предметов и свер**^естным призна- Стороны горизонта можно определить и по ^_Сть деревьев и ' мм. Например, наиболее влажная, "теневая ^р\ и лишайники, импей — северная. На ней часто поселяются ^-тороны горизон- нляющиеся косвенными ориентирами северной еться _к нему, то |. Или пример с муравейником. Если присмотХругой— крутой. ■мжпо заметить, что один его склон пологий, а север. .Муравьи |||,'1огий склон обращен на юг, а крутой — Н^ мней, деревьев, i роят муравейники к югу от предметов (K-f наблюдательно- ■iiH'i). Это один из признаков ориентировки дЛ^ i человека. * в практической

Ориентирование имеет очень важное значей^/о на местности, ' н.шп. Нужно уметь ориентироваться, не тоЛ^ строительство, > и по плану и карте, без которых невозмож^^аемых, ни один 'и пользование земель, разведка полезных иск⁶*

НО\()Д.

₍щем, местами вос-

Ипнрос и задания. 1. Проведите наблюдения за Со^ метрового гномона

•>цн и захода но временам года, измерьте длину тени ^с' ?кение меридиана по

"II, 13, 15, 17 ч. Сделайте ныиоды. 2. Определите покину тени от метро-

ну.

' HOMDMU, запишите ее в календарь наблюдений, роиого гномона определить высоту Солнца?

,'). Раз в месяц (в двадцатых числах) измерьте^^{0 ли по} Д^{лине тени}

ломи, запишите ее в календарь наблюдений. Мо&

29

28

План местности

План местности представляет собой чертеж, на котором изоб­ражен небольшой участок земной поверхности с сохранением полного подобия фигур, площадей в едином масштабе но всем направлениям.

В определении даны основные признаки плана:

1. Чертеж небольшого участка земной поверхности и умень­шенном виде.

2. Предметы на план наносятся условными знаками с сохра­нением подобия фигур и площадей.

3. По плану можно определить местоположение предметов относительно сторон горизонта.

4. На плане можно измерить расстояние между предметами, пользуясь единым масштабом.

Существует несколько способов составления планов, одним из них является глазомерная съемка. Для глазомерной съемки нужно следующее оборудование: планшет с компасом и наклеен­ной миллиметровой бумагой, визирная линейка, циркуль, про­стой карандаш, резинка, рулетка. Перед съемкой нужно слева нанести па бумагу стрелку, показывающую направление север — юг, а внизу планшета обозначить масштаб. Кроме того, нужно хорошо знать условные топографические знаки. На полученном дли съемки участке необходимо сориентировать планшет, т. е. направленно стрелки па планшете нужно совместить с направле­нием магнитной стрелки компаса, поворачивая планшет. Это обя­зательное условие, н если его не выполнить, то составленный план будет неверен. Исходную точку нужно нанести на планшет с таким расчетом, чтобы участок, подлежащий съемке, целикоу вошел на лист платно i а. Нсли участок открытый, можно панест] все предметы на план, оставаясь в одной точке. Такой способ называется полярным. Нередко применяют способ обхода, когда участок обходят вдоль границ, пли способ перпендикуляров, ког­да от опорной точки провешивается линия но участку, а от нее восстанавливают перпендикуляры до границ участка. Эти спо­собы используют для нанесении берега реки, озера, болота и при­лежащих предметов. Как видно из приведенных примеров, вы­бор способа съемки зависит от характера местности. Сущность съемки состоит в том, что па ориентированном по компасу план­шете сначала визируется, а затем наносится простым каранда­шом направление па предмет. После '-лого измеряют расстояние до предмета или на глаз, или при помощи рулетки, или мерной ленты. Далее, используя масштаб, па этом направлении услов­ным знаком наносят сам предмет. К нему дают характеристику, например дерево (хвойное или лиственное), его диаметр, высота. После размещения всех предметов линии направлений стирают. План местности составлен. Внизу плана необходимо поместить условные знаки. Вся работа должна быть выполнена очень

30

точно и аккуратно. Надписи наносят чертежным шрифтом, при­мятым для планов.

Вопросы и задания. 1. Какой чертеж называют планом? В чем отличие нлннц от рисунка? 2. Проведите глазомерную съемку пришкольного участка. М, Что значит «ориентирование планшета»? Почему это условие необходимо при съемке? 4. Топографический диктант. Масштаб: 1 см—100 м. Школа стоит п;| иосточной окраине поселка, от которого на восток идет шоссейная дорога. Цнигиясь по дороге, вы должны пройти справа хвойный лес, слева — сады. I loivie того как пройден путь в 1 км, дорога повернула на СВ. Справа будет оолото, слева — луг на расстоянии 500 м. Затем вы должны пересечь реку по именинному мосту (ширина реки 50 м, течет с юга на север, правый берег >бр|>тистый—10 м, левый — пологий). На правом берегу видна выемка, на млестоянии 100 м от которой дорога поворачивает на север, слева — луг, спра-HI - смешанный лес. На расстоянии 1 км на левой стороне виден одинокий юм. Здесь привал.

Направления следует нанести с помощью азимутов.

Изображение Земли на глобусе

Глобус — уменьшенная модель земного шара. Он наглядно ц'монстрирует шарообразность Земли и дает правильное пред-, тавление о положении на земном шаре полюсов и экватора, ме­ридианов и параллелей, а также морей, материков и океанов, •ктровов и других крупных форм рельефа. Изображение Земли ив глобусе имеет свойство равномасштабности — все линейные [Шзмеры объектов земной поверхности даются на нем с одина­ковым уменьшением. Изображение обладает свойством равно­угольное™— очертания фигур на глобусе подобны действитель­ным очертаниям на земной поверхности. Изображение на гло-пуео обладает свойством равновеликости, т. е. площади всех объ-• мои, показанных на глобусе, пропорциональны их действитель­ным площадям на земном шаре.

Глобус широко применяется при изучении земного шара, го­рн юптального и вертикального расчленения поверхности Земли, и также при решении ряда навигационных задач: при выборе направления движения морских'и воздушных лайнеров, проекти­ровании трасс, орбит космических кораблей и т. д.

11ервым глобусом считают глобус, изготовленный немецким н'ографом М. Бехаймом в 1492 г. Теперь он хранится в музее в I Иорпберге. В XVII и XVIII вв. глобусами пользовались на судах дальнего плавания, где они заменяли карты.

Наряду с достоинствами у глобуса имеется существенный не­достаток: он изготовляется только в мелком масштабе. Глобус в масштабе стенной карты Советского Союза имел бы диаметр, равный 2,55 м. Пользоваться таким глобусом было бы неудобно.

На. глобусе нанесены меридианы и параллели.

Меридиан — слово латинское, означающее полуденную ли­нию. Полуденная, тень от предметов показывает направление ме­ридианов. Меридианы ■—это линии на глобусе и картах, соединя­ющие полюсы. Поэтому каждый меридиан составляет половину 1жр\ жпости земного шара, а все они имеют одинаковую длину.

31

Меридианов можно пронести бесчисленное множество. Началь­ные меридиан проходит через Гринвичскую обсерваторию около Дондопа, Or пего счет ие'дется на восток и запад до 180°, где приходит граница западного п восточного полушарий.

Параллели па глобусе наносятся параллельно экватору. Эк-иатр па глобусе и карте показывается линией, которая делит .Чем л lo на дна полушария: северное и южное. Параллелей, как и меридианов, можно провести бесчисленное множество. Паралле­ли, и отлично от меридианов, имеют разную длину, которая по­степенно уменьшается к полюсам. Так, самая длинная парал­лель жвато,р — имеет длину 40 075,7 км, параллель 30° — :КМ)Г>(;,8 км, 60" —20 037,8.

Градусная сеть

Меридианы п параллели, нанесенные на глобус и карту, со­ставляют градусную сеть. По ней определяют точное положение каждою пункта па Земле, для чего вводят понятие «долгота» и «широта». Под географической долготой понимают угол между плоскостью начального меридиана и плоскостью меридиана дан­ного пуни in Долгота что расстояние в градусах от начального меридиана Она бывает восточной и западной. Поскольку счет нг/ичеи in начадьишо меридиана, то долготы исчисляются от 0 и. |ЖГ.

IVni рйфпчпекпи широта >то угол между плоскостью эква­ тора и пин м| линией данного места. Она измеряется в граду­ су, oicit н щ чкиатра к северу п к югу (от 0 до 90°),

пшгирИ'Цн ipiin.i flhiiutior семерная и южная. Расстояние

пс чннйсор носи спегиилиес четверть окружности земного

Ширм и |мн шнросм, и длина части параллели, равная дуге

н Г, и hi III ' ■■ 'нчннаиеь от жватора к полюсам

(нслии а силки ■•млн). Длина части параллели у эк-

iiiimpM пиан ц\ гиилиет М0,() км, а в районе поляр-

IMM II ||| III,

Им мирта и i ii м i i оставляют географические коорди-

н "и ' hi i -и I-т., определить местоположение любого

I' ^мирские координаты Москвы, Мурманска,

i ■ ' м, unto, llyinor-Aiipcca, Сиднея. 2. Определите

i ■•! ■ м i| ни пшек <'.опетского Союза. 3. Найдите го-

>Ш! ШГ с, in м .40" и. д.; 36° с. ш. и 140° в. д.

1||п |щпм Н" i ширин можно определить по высоте ■ ' 1И|н I |и'Н||111 щ (иездп находится около полюса ми­ ри, и'¹ ним им lili мин. Таким образом, на Северном

ним ни и ноч in над головой, т.е. под углом 90°.

|]|< моем мыеота Полярной звезды уменьшается,

ИМ им ипдио. Приблизительно высоту Поляр-

111н нредилмсь при помощи транспортира с от-

н»1. и i.i . ипщетстурт широте местности. Широту мест-

ности узнают не только по Полярной звезде, но и по другим звез­дам, а также по Солнцу. Для этого нужно иметь данные о наи­высшем положении звезд и Солнца (верхние кульминации) в те­чение суток и астрономические таблицы.

Географическую долготу определяют по разнице времени. Наивысшее положение (верхняя кульминация) звезд и Солнца на одном меридиане имеет одно и то же время. Поэтому геогра­фическую долготу можно узнать путем определения разни­цу во времени. Земля полный оборот вокруг оси совершает в те-•ИЧН1С 24 ч, проходя за это время путь в 360°, т. е. за 1 ч она пе­реместится на 15°, а на 1° — за 4 мин. Зная время нулевого ме­ридиана и местное время, можно определить разницу во време­ни, а по разнице — долготу. Например, часы показывают Hi ч 30 мин по местному времени, а на нулевом меридиане 12 ч, рашица будет 4 ч 30 мин, это составит 270 мин. Разделим 270: •l-G7°30'. Следовательно, долгота нашего пункта 67°30'.

II наше время пользоваться местным временем стало неудоб­но Поэтому было введено так называемое поясное время. Весь шмпой шар разделили на 24 часовых пояса, отстоящих друг от ipyia на 15° долготы. Такие пояса называют часовыми, а время, исчисляемое внутри их,— поясным временем. Расстояние край­ний точек не превышает 7,5°, отсюда разница между поясным и нч'тпым временем не превышает полчаса. Нумерация поясов пцет от Гринвичского меридиана на восток. Территория нашей ipaiibi имеет 11 часовых поясов, счет идет от второго до двенад-к| к но часового пояса. Во втором поясе находятся Москва, Ле­нинград, Киев; Поволжье — в третьем; Урал — в четвертом ■• с. д.

Границы часовых поясов не всегда совпадают с меридиана-чII, они проводятся по природным и административным грани­чил (рис. 6).

И 1930 г. по декрету Совнаркома в СССР поясное время по-н'стио перевели на час вперед. Поэтому Москва, например, •г но времени не второго пояса, а третьего. Такой перевод и был произведен с целью более полного использования све­ти периода суток и экономии электроэнергии.

Географические карты. Понятие о картографических проекциях

ка/гга — уменьшенное и обобщенное изображение земнойпо-■ "I"'мости на плоскости, географические объекты которой пере-Hiiin.i условными знаками.

Карты — ценное пособие для изучения земной поверхности, а 1ННЖГ природных и общественных объектов.

Географические карты классифицируются по содержанию,

пгторпалыюму охвату, масштабу, назначению. Наиболее рас-

грапепы общегеографические карты, отображающие мест-

h (формы рельефа и естественный покров земной поверхно-

33

сти, гидрографию, населенные пункты, нутп сообщения, гра­ницы).

По масштабу географические карты делятся на крупномас­штабные, построенные и масштабах крупнее 1:200 000, мелко­масштабные, построенные и масштабах мельче 1:1000 000. и среднемасштабпые, построенные и масштабе мельче I : 200000 и до 1 : 1 000 000 включительно.

Прочие географические карты на.пинают специальными. Они передают с большей полнотой какой либо элемент, входящий в содержание общегеографической карты, например рельеф, пути сообщения, климат, давление воздуха и т. и., отсутствующие на общегеографической карте.

Среди специальных карт различают три основные группы: карты природных условий, к которым относится карты климапь ческие, геологические, почвенные, гипсометрические, гидрологи|

34 i

ческие, ботанические и др.; кар­ ты социально-экономические —■ населения, экономические,

культурного строительства, по­литические, политико-адми­нистративные, исторические; карты технические — навига­ционные, полетные, проектные. По территориальному при­знаку карты делят на мировые, карты океанов и морей, мате­риков и их крупных частей, карты государств, областей, районов.

По назначению выделяют карты учебные, морские нави­гационные, туристские, спра­вочные и др.

Карты географические по­лучаются либо в результате съемок местности (топографи­ческие, аэрофототопографиче­ские, геологические), либо в камеральных условиях посред­ством обработки и синтеза разнообразных источников.

Из крупномасштабных карт выделяются топографические. У них неизменно сохраняется масштаб на всем протяжении. С наибольшей подробностью, допустимой масштабом, обо­значаются элементы природно-|, хозяйственного и культурного ландшафта. Рельеф наносится при помощи горизонталей — линий, все точки которых лежат на "той и той же высоте над уровнем моря. Изображение рельефа ионталями имеет очень важное практическое значение. Та-карты используются в военногражданских целях (градо-птельстве; мелиорации, военном деле и т. п.). Mil рис. 7 изображены холм и впадина. По внешним призна-нч различают по направлению бергштрихов (черточек), ко-10 показывают, в какую сторону будет уклон. По ровной по­ноет горизонтали будут проходить друг от друга на боль-■ расстоянии, а чем круче склон, тем ближе они расположат-ругк другу.

И результате съемки местности получается топографический i (масштаб крупнее 1 : 10 000), при дальнейшем уменьшении гантельных расстояний получают географические карты, из

35

30м

Рис. 7. Пшбр.чженис холмя и ппадмми горизонталями

них —топографические с масштабом от 1 : 10 000 до 1 : 1000 000. Стенные географические карты обычно имеют масштаб 1 : : 1 000 000 и мельче.

Для чтения топографического плана (рис. 8) и карты нужно знать условные топографические знаки. Топографическая карта незаменима в походах.

Отличие плана от карты состоит в величине охватываемой территории При изображении на картах больших участков при­ ходится сильно уменьшать их в масштабе, учитывая кривизну земной поверхности. При изображении на плане небольшого уча­ стка можно пренебречь кривизной поверхности Земли. Предметы наносятся в крупном масштабе, поэтому из плана можно извлечь количественную характеристику нанесенных объектов (напри­ мер, вычислить ширину реки или дороги, подсчитать количество домов п поселке). _н

Наиболее точное изображение Земли будет на глобусе, на нем спроектированы псе географические объекты без искажении, так сохраняется единый масштаб для всей территории Земли. На глобусе можно измерить расстояния. Однако шаровую по­верхность глобуса нельзя разложит!, на плоскость без складок и разрывов. На рис. 9 изображен глобус, разрезанный по мериди­анам и развернутый па плоскости. Здесь нидпы разрывы, увели­чивающиеся к полюсам: только вдоль экватора меридианы не раз­рываются. В картографии разработано много способов прибли­женного изображения шаровой поверхности па плоскости, каж­дый из этих способов называется картографической проекцией и имеет свои искажения. При изображении поверхности шара на плоскости возникают четыре вида искажений: площадей, углов| форм и длин.

36

Рис. 9. Изображение глобуса на плоскости

В зависимости от характера искажений проекции бывают равноугольные, которые сохраняют правильность формы или очертания изображаемых объектов (материков, океанов, морей). но сильно искажают размеры площадей, равиоплощадиые, кото­рые сохраняют правильные размеры площадей, но .искажают очертания, п произвольные, искажающие углы (формы) и пло­щади. Картограф, приступая к составлению карты той или иной части земной поверхности, прежде всего подбирает картографи­ческую проекцию. Выбор проекции определяется положением и размерами изображаемой территории, содержанием карты и ее назначением. Например, при ('оставлении политической карты Западной Нироиы нужно подобрать такую проекцию, которая бы не искажала площади, чтобы, глядя на карту, можно было срав­нивать по территории отдельные государства (т. е. уменьшены' площадей на всей территории Западной Европы должно быт одинаково). Этому требованию удовлетворяет равноплощадна.

проекция.

В зависимости от способов переноса градусной сети с глобу* са, т. е. построения картографических сеток, различают четыр' вида картографических проекций (рис. 10): азимутальные, ц линдрические, конические, условные.

Азимутальные проекции. Представим, что нужно нанести карту Северный Ледовитый океан. Для этого на глобус накл дывают плоскость, касающуюся Северного полюса, и проект руют на нее линии градусной сетки. Меридианы будут изображ ны в виде прямых линий, а параллели — в виде окружносте Затем наносят очертания берегов, острова и другие географич ские объекты. Наибольшими искажения будут на краях карт

Второй пример. Нужно составить карту полушарий. Для эт го берут две плоскости, касающиеся глобуса в противоположны точках экватора. На них наносят градусную сетку, а также м

38

терики, океаны и другие географические объекты. Экватор изо­бражают прямой, а параллели — кривыми линиями.

Меридиан, на котором произошло соприкосновение плоскости с глобусом, наносят прямой линией. Остальные меридианы длин­нее, чем средний, тогда как на глобусе они все равны. Отсюда не трудно сделать заключение, что наименьшие искажения бу­дут вдоль среднего меридиана, а по мерс удаления от пего будут увеличиваться, соответственно изменится и масштаб (рис. 10, а). Цилиндрические проекции. Для нанесения градусной сети в цилиндрической проекции берут цилиндр, который надевают на глобус. На внутреннюю сторону цилиндра наносят градусную сеть с географическими объектами. Рслп развернем цилиндр, то увидим меридианы и параллели, образующие есть прямоуголь­ников. С наименьшими искажениями будет нанесена та террито­рия, которая непосредственно соприкасалась со стенкой цилинд­ра. Если соединить эти точки, образуется линии пулевых иска­жений, а чем дальше от нес, тем больше искажения (рис. 10, б) карты, построенной и цилиндрической проекции.

Конические проекции. Строят их при помощи конуса. Конус надевают па глобус и па его внутреннюю стенку проектируют градусную сеть со всеми географическими объектами. Конус развертывают, и па внутренней поверхности оказывается постро­енная карта (рис. 10, в).

В конической проекции часто изображают материки, отдель­ные государства. В этой же проекции составляют карты Совет­ского Союза для средней школы. На них незначительно искажа­ются углы и площади. Масштаб карты не изменен по одной параллели, где проходит нулевая линия искажения, к северу и к югу масштаб меняется, соответственно искажения увели­чиваются.

Для начальных классов профессором М. Д. Соловьевым раз­работана особая картографическая проекция, при помощи кото­рой изображается территория нашей страны. Эту проекцию на зывают косой перспективно-цилиндрической (условной). На кар тах этой проекции меридианы показаны кривыми линиями, схо дящимися к Северному полюсу, параллели — дугами, находящи мися па разном расстоянии, а северные части СССР растянут^ с запада па восток. Поэтому отчетливо видно, что мыс Челюй кин — это северная точка нашей страны, тогда как на карта СССР в конической проекции параллели сильно вогнуты, и ni этому кажется, что самые северные точки находятся на Чуко¹ ском и Кольском полуостровах. Меридианы сходятся к Севе; ному полюсу, что создает впечатление шарообразности Земл Нулевая линия искажения представляет прямую, касательную 60-й параллели у 100-го меридиана. Она проходит посереди^ Советского Союза и создает условия для более или менее то* ных измерений в средней полосе нашей страны. Безусловно, и< кажения на карте проекции М. Д. Соловьева более значительна

40

чем на картах конических проекций, но эти недостатки искупа­ются методическими достоинствами карты (рис. 10, г).

Вопросы и задание. 1. Назовите основные признаки плана и карты, про­цедите их сравнение. 2. В чем заключаются достоинства глобуса по сравнению г картой? 3. Можно ли шаровую поверхность развернуть на плоскость без раз-, рынов и складок? Как поступают картографы при составлении карт? 4. В ка­ких проекциях построены настенные карты Советского Союза? 5. В какой проекции построена карта полушарий?

ЛИТОСФЕРА

Понятие о литосфере

Литосфера — верхняя твердая оболочка Земли. На нее воз­действуют внешние сферы Земли: атмосфера, гидросфера и био-|ф|ч>а, оказывая влияние на облик нашей планеты.

Литосферу иногда отождествляют с земной корой, однако многие ученые считают земную кору лишь верхней частью лито-

I ферм.

Рельеф литосферы неровный и представляет совокупность по­мп сльных и отрицательных форм.

Планетарные формы рельефа — материки и впадины океа-

i состоят из огромных равнин и горных сооружений; в их

цвлах включаются горные хребты, обширные долины, впади-

мруппых озер (макрорельеф). На равнинах выделяют более

in иг элементы — холмы, овраги, балки (мезорельеф) и на

микроформы — с колебаниями высот в несколько метров,

тленные карстовыми воронками, буграми.

м-ф образуется в результате взаимодействия внутренних

млн (эндогенных) и внешних (экзогенных). Эндогенные

ii.i преимущественно приводят к формированию неровно-

гмлн (гор, впадин), а экзогенные — к выравниванию их.

н'гояниы и взаимосвязанны.

• мы рельефа исключительно разнообразны, их можно клас-

i ропать не только по внешнему виду, но и по происхожде-

щеу), учитывая факторы рельефообразования. К фак-

ефообразования относятся внутренняя энергия Земли,

ги, космические явления, энергия Солнца.

к'ипым рельефообразующим процессам относят такие,

i пне земной коры из мантии и образование материко-

ш и ческой коры. Эндогенные процессы наблюдаются

щs литосферы плит, образования складок, возникно-

юмоп и сопровождаются землетрясениями и вулка-

'lortpirioiuiinie в той или иной степени проявляется во рмпч рельефа. Разломы различаются по размерам,

■ Mi-пи их проявления и дальнейшего развития. В од-

■ |'и ними уходят в мантию, рассекая земную кору на

41

отдельные участки, в других — затухают в земной коре, образуя блоки (плиты, глыбы), сопровождающиеся вертикальными и го­ризонтальными смещениями разного масштаба. Глубинные раз­ломы предопределяют очертания материков, отделяют устойчи­вые участки от подвижных. Мелкие разломы дробят участки на складчатые области и блоки малой величины, но ним распола­гаются речные долины, впадины озер. Эти формы можно просле-; дить в неотектонических движениях ', с ними связанны омоложе-_; ния горного рельефа, вызываемые поднятием млн опусканием от^ дельных блоков. Быстрые смещения по разломам сопровожда­ются землетрясениями: образуются трещины, ступени, обвалы. К разломам приурочены и вулканы.

Экзогенные процессы связаны сланным образом с поступле­нием на Землю солнечной эперсии и проявлением силы тяжести. К ним относятся процессы нипетрипапии, работа воды и ветра.

Разрушение горных пород н перемещение продуктов разруше­ния в результате совокупною воздействии всех экзогенных фак­торов называют денудацией. Денудация ведет к выравниванию земной поверхности.

Основные закономерности распределения планетарного рельефа Земли

Па карте полушарий отчетливо видно, что суша и вода рас­пределяются па поверхности Земли неравномерно. Действитель­но, из ПК) млн. км² поверхности 361 млп. км² занято водой (71%) п 149 млп. км² сушей (29%).

Суммарная площадь материков в 2,43 раза меньше площади Мирового океана, и примерно во столько же раз удельны? вес слагающих их горных пород больше удельного веса океац

ских вод.

В северном полушарии суша занимает 39% всей поверхности в южном — 19%. Наиболее распространена она в умеренных ши| ротах северного полушария (рис. 11). Северная полярная он ласть занята океаном, южная — сушей. Все материки, кроме Ам тарктиды, сужаются к югу; почти у всех западная часть вогнута! и омывается большими заливами, восточная — имеет выступц вдоль которых тянутся острова. Южные материки являются npQ должеипем северных и разделены глубокими морями, они я4 сколько смещены к западу по отношению к северным. |

Единый Мировой океан делится на отдельные части — оке! ни. Их четыре: Тихий, Атлантический, Индийский и Северны •Недопитый. I

Границы океанов более четки там, где они омывают матер! i и, и остальных же местах условны. Так, Атлантический океа

¹ lliuih ычнича кш- движения — движения в земной коре в неоген-четве! ниц hi | i, ' j

р асположен между Северной и Южной Америкой на западе и Гиразией и Африкой на восто­ке. Его условная граница с Ти­хим океаном проходит по мери-■iiiHiiy мыса Горн, а с Индий- г-ул ■ Ким — по меридиану мыса Jjp

Северная

широта

Южная широта

Игольный. На севере условно' ¹ Северным Ледовитым океа­ном границу проводят от полу-м'трова Лабрадор к Баффино- _Рис. _п_ _{Диаграмна} распределения .иtit Земле и далее на восток суши и моря под разными широтами н'рсз Девисов пролив"к Грен-

шидпи и Исландии, Фарерским островам и южной части Скан-

ппшиского полуострова. Границы Индийского океана с Тихим

iпоходят от полуострова Малакка по внешней дуге Больших и

' ■ 11.ix Зондских островов к Новой Гвинее и через Торресов

inn к Австралии, далее по меридиану мыса Южного (остров

кшия) до Антарктиды. Между Тихим океаном и Северным

•питым океаном граница идет по линии мыса Дежнева

ни) до мыса Принца Уэльского (Северная Америка).

И связи с исследованием южной части Мирового океана, его

образием многие ученые выделяют Южный Ледовитый океан

лонной границей по месту встречи вод полярных и умерен-

П1 и рот. Однако вопрос о выделении Южного Ледовитого оке-

II особый океан пока не решен.

редн планетарных форм выделяются материки: Евразия, iiKii, Северная Америка, Южная Америка, Австралия, Ан-■и'ида (табл. 5).

licivpHK Евразия самый крупный, он делится на части: Ев-н Азию.

цып материк отличается от других величиной, высотой,

м. Однако есть и сходства: '

реобладание высот до 1000 м; сравнительно небольшие

и заняты высокими горами;

•едняя часть материков имеет понижения, тогда как го-

мущественно распространяются по окраинам материков;

.травление-высоких гор близко к меридиональному и

>му;

шболее высокие горы расположены в полосе около 30—

И). III.

шдиое представление о вертикальном расчленении зем-грхпости дает гипсографическая кривая¹ (рис. 12). При

■ Ытчискап кривая изображает распространенность на Земле pas-Inn суше) и глубин (на море). Она показывает, что 80% релье-илин'я на пространства морского дна, невысоких равнин суши

и,.кг iiui'OKiix выровненных поверхностей.

43

се построении высоты и глубины откладываются на оси ординат, площади па осп абсцисс. На гипсографической кривой видно, что и па суше преобладают высоты до 1000 м, а в океане глуби­ны от 3000 до 0000 м. Большие высоты и большие глубины зани­мают незначительные площади. На чертеже выделяются две ступени: материковая, образованная относительно легкими гра­нитными породами, и океаническая, сложенная относительно тя­желыми базальтовыми породами.

Изменение уклона кривой дает возможность разделить зем­ную поверхность на ряд ступеней: для суши — горы, возвышен­ности, низменности; для океана — материковые отмели, мате­риковые склоны, ложе океана п глубоководные желоба. Средняя высота суши составляет 87Г> м, а средняя глубина океана—• 3790 м. '

Особенности распределения суши и воды (в планетарном масштабе) нельзя считать случайностью. Их можно понять на основе знаний о формировании двух типов земной коры: конти-

44

'ильного и океанического. Одни ученые предполагают, что ппентальная кора возникла на заре геологической истории ю отдельных пятен. Другие считают, что океаническая ко-|><мультат изменений первичной континентальной коры, а I'Iikn—сохранившиеся ее участки. Относительно возникно-|| материков существует ряд гипотез. Одна группа ученых ■ ржннается мнения, что материки возникли без горизонталь-■ ■•мощений; другие предполагают постоянное их переме-ппермки «сходились» и «расходились»), •via перемещения материков, предложенная немецким i Вегенером, в последнее время вызывает большой инте-ходит новые серьезные подтверждения'. Предполагает-жоеткое покрытие Земли» — литосфера — расколото на и плит, разбитых, в свою очередь, трещинами. Толщи-шетпгаст 100—150 км, они своим основанием включают-ч пило мантию. Плиты медленно перемещаются по рас­ой, полупластичной астеносфере², неся на себе матери­ны. Один плиты полностью океанические, другие — сме-

"iiiiiium '(той гипотезы называют мобилистами, а противников —

7WI слой пониженной твердости в верхней части мантии (под 1Л\'оипс 100—150 км; под океанами — 50—200 км). Предпола-

'ферм является областью зарождения магматических очагов

iiiiniiippoiiiiio вещества.

45

шанные (включают кору обоих типов). Сверхглубокие разломы, разделяющие плиты, обычно возникают на дне океанов, в тех ме­стах, где кора более тонкая. По разломам поднимается магма, t наращивая края плит. Так образуются средиино-океаниче-1 ские хребты. Там, где края плиты, изгибаясь, уходят вглубь, воз-1 пикают глубоководные желоба. В местах, где края плит подни--маются, возникают горы. На стыке плит с континентальной (более легкой) корой поднимаются высокие горы, например Ги­малаи. При этом происходят землетрясения, проявляется вулка­низм. Плиты могут не сталкиваться, не уходить одна под другую, а просто скользить относительно друг друга. Края материков не всегда совпадают с краями плит, и тогда они поднимаются усту­пом над дном океана (например, западный край Африки). Нуж­но учитывать, что формирование планетарных форм Земли npoi исходит на вращающемся теле. Антипоидальность расположения воды и сущи объясняется сохранением равновесия па вращаю-' щейся Земле. При замедленной скорости вращения Земли вокруг' своей оси сплюснутость земного эллипсоида уменьшается, тогда» происходит перетекание подкорбвого вещества от экватора в сторону полюсов. Увеличение скорости приводит к противопо-j ложным результатам: сплюснутость увеличивается, подкоровое| вещество перемещается к экватору. В первом случае в области, экватора должно происходить сжатие и опускание коры, в по-, лирных областях — растяжение, подъем. Во втором случае — на экваторе — подъем, на полюсах — опускание. Восходящее движе­ние должно способствовать дифференциации подкорового ве­щества, образованию мощной континентальной коры. При нисхо­дящем движении формируется менее мощная, более тяжелая океаническая кора.

В связи с действиями приливного' трения скорость осевого вращения уменьшается. Это приводит к уменьшению сплюснуто­сти Земли. В результате в низких широтах должно преобладать водное пространство, в высоких -суша. Действительно,вэква-ториальных широтах преобладает океан. Северное и южное по­лушария построены различно. В северном полушарии в умерен­ных шпротах преобладает суша, что можно объяснить притоком подкорового вещества от чкватора. Это вызывает компенсацион­ное опускание в северной полярной области (к северу от 71° с. т.), где господствует океан. К югу, в экваториальной обла­сти,— опускания; северные материки выклиниваются. В умерен­ных широтах южного полушария — сплошное водное пространст­во (максимум на (52° с. ш.). В южной полярной области — ком­пенсационное подпитие, а южнее 71° ю. ш.— суша.

Изучение планетарного рельефа приводит к выводу о зако> номерной связи между площадями материков (океанов), иК средней высотой (глубиной), мощностью коры. Чем больше пло­щадь материка, тем он выше, тем мощнее кора. Чем больше оке­ан, тем он глубже и тем тоньше кора под ним.

Максимальная мощность земной коры наблюдается под гора­ми (60—70 км), минимальная — под океаном (5—10 км) и сред­ней величины — под равнинами, близкими по высоте к уровню моря (30—35 км).

Наблюдаемая закономерность объясняется изостазией '. Го­ры, сложенные легкими (плотность от 2,5 до 3,0 г/см³) порода­ми, имеют более мощную кору, а «корни» их опускаются в бо­лее тяжелые (3,0—3,5 г/см³) породы мантии. Под океанами — гонкая земная кора, покрытая водой; мантия подступает близко к поверхности, компенсирует недостаток массы.

Вопрос и задания. 1. На контурной карте надпишите названия матери-ом и океанов, нанесите крайние точки материков. 2. Проанализируйте рис. 1-12 (распределение суши и воды под разными широтами и гипсографичес-ую кривую). 3. На какие формы подразделяется рельеф Земли по внешним ||мпилкам? 4. Объясните основные закономерности распределения планетар­ии форм рельефа.

Внутреннее строение Земли

Звания о строении Земли пока очень поверхностны: они по-iучены на основе косвенных доказательств о распределении плотности, давления, температуры.

Важнейшим физическим свойством Земли является ее плот-

■ I.. Плотность, как известно, представляет отношение массы

объему: Р= —Объем Земли известен (V= 1,083X10²¹ м³).

по вычислить массу (М). Поступают следующим образом, 'мощью крутильных весов определяют притяжение (П) Зем-

■ VI). Затем в месте наблюдения помещают металлический определенной массы (М) и теми же весами определяют ве­ ну совместного притяжения Земли и шара. Разность второй 1'iioii величин показывает притяжение (п) искусственного и, масса которого известна. Затем решается пропорция: М:

II : и, или масса Земли во столько раз больше массы метал-

■ гкого шара (М), во сколько притяжение Земли (П) больше |11|||жения к искусственному шару (п).

Чипа Земли (М) равна 5,98-10²⁴ кг, тогда

„ 5,98- 10^м кг г- со шч /я

р.— _: = 5,52-Ю³ кг/м⁸

1,083 1021 мз

bi гпчисленные определения плотности горных пород, сла-

юмную кору, показали, что средняя плотность их состав-

Ю³ кг/м³. Тогда очевидно, что плотность пород, слага-

путренние слои Земли, значительно больше: плотность

на увеличиваться к центру.

\то картину распределения плотности пород внутри Зем-|м составить, наблюдая за сейсмическими волнами. При нччшях образуются три типа волн: 1) поверхностные,

• тшн (||>еч.) — имеющий одинаковый вес.

47

46

имеющие небольшую скорость; 2) продольные, образующиеся в результате сжатия и растяжения вещества; 3) поперечные, свя­занные с изменением форм вещества (сдвига). Эти волны могут проходить только через твердое вещество; через жидкое и газо­образное они не проходят, а затухают.

Если бы Земля была однородным телом, то путь волны был бы прямолинеен, скорость была бы везде одинакова. В действи­тельности путь волны скачкообразен. Первая поверхность скач­ка находится на глубине в среднем около 60 км, здесь скорость продольных волн возрастает с 5 до 8 км/с. В следующем слое она постепенно увеличивается и на глубине 2900 км достигает 13 км/с, после чего резко падает до 8 км/с, а затем к центру Зем­ли медленно возрастает до 11 км/с. Поперечные полны глубже 2900 км не проникают, отражаются от этого слоя и приходят об­ратно.

Резкое увеличение скоростей сейсмических ноли па глубинах 60 и 2900 км отражает скачкообразное увеличение плотности ве­щества. Это дает основание выделять земную кору, мантию и ядро. Австрийский ученый Зюсс эти слои назвал Sial, Sima, Fro-mosima, предположив, что они состоят из этих элементов.

Земная кора отделена от нижележащей мантии поверхно­стью раздела Мохоровичича (мохо). В земной коре на суше выде­ляют три слоя — осадочный, гранитный, базальтовый; в океа­нах— два: осадочный и базальтовый. Породы земной коры бо­гаты кремнием и соединениями алюминия, поэтому Зюсс назвал этот слой Sial. В состав земной коры входят в основном восемь элементов: кислород, кремний, алюминий, железо, кальций, нат­рий, калий, магний.

Земная кора образовалась из слоя мантии в результате дли­тельных физико-химических процессов, а также гравитационной дифференциации. Осадочный слой возник позднее в результате накопления минеральных и органических остатков на дне морей.

Мантия состоит из окиси кремния, из окислов магния и желе­за (по Зюссу — Sima). Вещество мантии сильно сжато. На гра­нице ядра давление увеличивается до 13169-10⁵ гПа (1300 000 атм). Предполагают, что температура мантии на глу­бине 100 км 500°, на глубине 500 км — 2000°, на границе ядра — до 3800°С. Несмотря на высокую температуру, вещество мантии находится в твердом состоянии.

Мантия подразделяется па верхнюю и нижнюю, граница меж­ду ними проходит на глубине 900—1000 км от поверхности

Земли.

Вещество самого верхнего слоя мантии —астеносферы (80— 200 км) —находится в размягченном, близком к расплавленному состоянию; оно сложено, предположительно, из пород, близких по составу к дунитам и перидотитам. Достаточно небольшого снижения давления, и вещество астеносферы расплавляется К переходит в магму, которая устремляется вверх.

Земное ядро занимает 16% объема и 34% массы Земли. Тем­пература в ядре достигает +4000°С. Вещество ядра находится под давлением более 35455-10⁵ гПа (3,5 млн. атм); при таком давлении оно переходит в металлическое состояние. Электрон­ные оболочки атомов нарушаются, и ядра оказываются раство­ренными в общей массе электронов. Вещество переходит в новое физическое состояние — сверхтвердое.

Химический состав ядра пока мало изучен. Одни ученые счи­тают, что внешнее ядро силикатное, а внутреннее — железное; другие — что ядро состоит из таких же элементов, что и мантия, юлько находятся они как бы в «металлизированном» состоянии, (ем. стр. 69).

Вопросы и задания. 1. Назовите основные физические свойства Земли. I In какой основе выделили внутренние сферы Земли? 2. Изобразите строение ||'мли. Как называется слой, оделяющий земную кору от мантии? Каковы ■ in сиойства?