ЗЕМЛЯ И КЛИМАТ
КОНЦЕПЦИИ ДВИЖЕНИЯ МАТЕРИКОВ базируются на следующих гипотезах: 1. Первая ГИПОТЕЗА МОБИЛИЗМА (А. Вагенер, 1912). В Карбоне существовал единый массив суши Пангея, она раскололась на Лавразию и Гондвану. 35 млн. лет назад Африка отделилась от Южной Америки, а 85 млн. лет назад Северная Америка отделилась от Европы; 40 млн. лет назад Индийский материк столкнулся с Азией и появились Тибет и Гималаи. Основание: - сходство очертаний материков, как частей расколовшегося когда-то единого праматерика Пангеи; - эмпирическое обнаружение в конце 50 -х годов расширения дна океана; - сходство геологического строения, верхнепалеозойской флоры и фауны приатлантических континентов (особенно Африки и Южной Америки).
Единый древний континент Пангея, расколовшийся примерно 200— 210 миллионов лет назад, с современными геополитическими границами
Альпийско - Гималайский складчатый горный пояс
II. Вторая гипотеза мобилизма (НОВАЯ ГЛОБАЛЬНАЯ ТЕКТОНИКА). Литосфера разбита на крупные плиты, которые перемешаются по астеносфере (слой пониженной вязкости в верхней мантии Земли; вероятно, в ней происходит перетекание вещества, которое вызывает вертикальное и горизонтальное движение участков блоков литосферы. Близ срединоокеанических хребтов литосферные плиты наращиваются за счет вещества, поднимающегося из недр, и расходятся в стороны. В глубоководных желобах одна плита подвигается под другую и поглощается мантией. Там, где одна плита сталкивается с другой, образуются складчатые участки блоков литосферы - горы.
ЛИТОСФЕРНЫЕ ПЛИТЫ
- МОДЕЛЬ ЭВОЛЮЦИИ ОКЕАНА Океан и атмосфера - продукт дегазации И АТМОСФЕРЫ вулканических лав, выплавлявшихся из верхней мантии Земли и формировавших земную кору. - При плавлении мантия разделялась на легкоплавкую и тугоплавкую фракции. - Первая представлена в основном базальтами с растворенными в них газами и водой. Как более легкая, она поднималась к поверхности и изливалась через жерла вулканов и трещины разломов, выбрасывая газы и пары воды, т. е. океан и первичная атмосфера образовались через вулканические жерла. Основания: - расчеты и эксперименты показали, что в расплавленном базальте при 1000 С и давлении на глубине 17 -35 км под поверхностью Земли имеется 7 -8% воды и 1% газов;
ТРАНСГРЕССИЯ (наступление) И РЕГРЕССИЯ (отступление) ОКЕАНА Это общепланетарное явление, в результате которого меняется конфигурация океана и суши, глубина океанов и соотношение размеров суши и моря. При регрессии площадь суши возрастает, планета становится ярче, т. к. суша обладает большей способностью отражать (большим альбедо). Это приводит к понижению температуры. Во время трансгрессии - площадь суши сокращается (до 40%), что приводит к повышению температуры. К причинам этих явлений относят процессы в недрах Земли, вызывающие движения литосферных плит и изменения конфигурации, размеров и глубины океана, а также процессы наступления и отступления ледниковых покровов.
ЛЕДНИКОВАЯ ТЕОРИЯ ГЛЯЦИАЛИЗМ - система научных представлений о древних оледенениях Земли. Включает в себя несколько направлений. Согласно дрифтовой теории, выдвинутой в первой половине XIX в Ч. Лайелем, валуны, встречающиеся в четвертичных отложениях северных районов Евразии и Северной Америки, были занесены туда айсбергами гипотетического моря, покрывавшего огромные пространства в высоких широтах. Полигляциализм показывает многократное оледенение в четвертичный период с чередованием теплых и холодных климатов в умеренных широтах Земли. За последний 1 млн. лет было 7 полных ледниковых циклов.
Северное полушарие Земли во время последнего оледенения. Уровень Мирового океана упал на 120 м из-за расхода воды на 3— 4 километровые ледники. Льдами были покрыты Альпы и Гималаи. Зимние льды в море простирались не столь далеко.
География Пензенской области Пензенская область располагается на Европейской платформе. Имеет кристаллический фундамент. В осточной части расположено поднятие – Токмовский свод. Чередование опусканий и поднятий, происходивших вследствие тектонических процессов, обусловливало то трансгрессии (наступание), то регрессии (отступание) моря. На суше в периоды отступаний моря под влиянием внешних сил происходило разрушение горных пород и снос продуктов разрушения (песков, глин) текучими водами в низины, озера, речные долины. Таким путем в течение многих миллионов лет накапливались осадочные толщи — так называемый платформенный чехол. Осадочные породы заполняли неровности фундамента и, в свою очередь, подвергались тектоническим воздействиям. В толще осадочных пород, покрывающих кристаллический фундамент, обнаружены морские отложения девонского, каменноугольного, юрского, мелового и палеогенового периодов. Палеозойские периоды находятся на глубинах нескольких сотен метров от поверхности, а породы мезозойской и кайнозойской эры выходят на поверхность. Немногочисленные обнажения юрских песков с прослоями глин есть на берегах рек Иссы, Шукши, Выши. Выход нижнемеловых песчано-глинистых отложений часто встречается в бассейнах рек Выши, Вада, Иссы, Вьяс-са, Пелетьмы, Шукши. Во многих местах появляются на поверхности верхнемеловые мелоподобные и окрем-нелые мергели, песчаники, опоки (опока — кремнисто-глинистая осадочная порода). Для западной части области позднемеловая трансгрессия моря была последней.
В кайнозойскую эру, начавшуюся около 70 млн, лет назад, морем покрывалась лишь восточная часть области в палеогеновом периоде. Общая мощность палеогеновых опок, песчаников, песков не более 30— 50 м у западной границы их распространения, до 200— 220 м — на востоке и юго-востоке области. Они перекрывают осадочные породы мелового периода. Современный облик поверхности области был в основном сформирован в неогеновом периоде, отличавшемся активизацией тектонических движений. На месте палеогенового моря возникает центральная часть Приволжской возвышенности. Меньше поднятия испытывает Керенско-Чембарская возвышенность, тектоническая основа которой была образована еще в палеозое. В неогене закладываются основные речные долины области — Суры, Мокши, Выши, Хопра и др. Последний период кайнозойской эры, продолжающийся и в настоящее время, был назван четвертичным. Он длится уже 1 млн. лет. В этот период на Земле произошло грандиозное оледенение, захватившее высокие широты и северного и южного полушарий. Было несколько оледенений. Максимальное оледенение Русской равнины получило название Днепровского. Оно захватывало западную часть области примерно до меридионального отрезка течения р. Суры.
Ледник оставил после себя обломочный материал — морену. Остатки ее сохранились на водоразделах западной части области и встречаются местами в береговых обнажениях рек, балок, оврагов. Морена представляет собой суглинки с обломками каменных горных пород — валунов. Среди валунов есть местные горные породы, а также кристаллические породы: граниты, гнейсы, кварциты, доставленные ледником, из Карелии и Кольского полуострова. Мощность моренных отложений невелика и максимальной величины (15— 20 м) достигает в доледниковых долинах. При таянии ледника стекающие воды оставляли маломощные крупнозернистые пески с мелкой галькой, которые пятнами встречаются на междуречьях и в долинах рек западной части области. Накопление четвертичных отложений происходило и в послеледниковое время. На горизонтальных поверхностях междуречий, на пологих склонах и у подножий возвышенностей залегают суглинки, являющиеся корой выветривания коренных пород. Кора выветривания образуется под совместным воздействием воздуха, воды и организмов на коренные породы, отчего они с поверхности изменяются и становятся рыхлыми. «География Пензенской области» И. И. Курицын, Н. А. Марденский.
Последний ледниковый период - Валдайский (Россия), Вюрмский (Европа), Висконский (США) - начался 120 тыс. лет назад. Валдайскому ледниковому периоду предшествовал ПЕРИОД МЕЖЛЕДНИКОВЬЯ (ангамонский или микулинский) около 125 тыс. лет назад. Тогда граница современной растительности смещалась в Северной Америке на 300 -400 км к северу, а В Сибири даже на 600 км. Температура воздуха в умеренной зоне была не менее чем на 2 С выше современной. Уровень океана был выше на 5 -8 м, что указывало на сокращение ледникового покрова Антарктиды или Гренландии. Валдайский цикл оледенения начался около 120 тыс. лет назад. На сушу в виде льда переместилась огромная масса воды. Уровень океана упал на менее чем на 60 -100 м.
70 -я сессия Генассамблея ООН 29. 11. 2015 Путин: «Изменение климата — вызов планетарного масштаба» Климатические перемены, как бы это не звучало, могут быть страшнее войны. Ряд исследований показывает, что повышение планетарной среднегодовой температуры даже на 2 градуса по Цельсию сделает большинство привычных мест обитания неприемлемыми для жизни, а при повышении на 6 градусов существование на Земле для человека станет практически невозможным.
По мнению Межправительственной группы экспертов по изменению климата, за последние 100 лет среднегодовая температура в России выросла на 1°С. За последнее 20 -летие XX века температура возросла на 0, 4°С. 20. Зима 2014 -2015 года была самой теплой за всю историю наблюдений. Аномалия сезонной температуры составила 4 -7°С, что на 0, 5°С выше рекорда 1962 года. Источник: 40 фактов о климате России, которые вы не знали © Русская Семерка russian 7. ru
Россия – единственная в мире страна, через которую проходят 8 климатических поясов. Для сравнения, по территории США проходит только 5. Разница между среднегодовой летней и зимней температурой в России – 36°С. В Канаде разница всего 28, 75°С. Источник: 40 фактов о климате России, которые вы не знали© Русская Семерка russian 7. ru
ПОСЛЕЛЕДНИКОВАЯ ЭПОХА - ГОЛОЦЕН - в Европе началась около 1 Отыс. лет назад. Ранняя часть голоцена характеризовалась потеплением, которое перешло около 8 тыс. лет назад и интервал, известный как "климатический оптимум" и продолжавшийся около 2, 5 тыс. лет. В Европе было теплее на 2 градуса, чем сейчас, а ледяной покров Северного Ледовитого океана сократился по площади почти вдвое по сравнению с современным. Климатический оптимум 5, 5 тыс. лет назад сменился похолоданием, Кульминация последующего потепления пришлась на период около 4 тыс. лет назад с последующим похолоданием около 3 тыс. лет назад. Новое потепление, известное как "малый климатический оптимум", пришлось на период 2 -1 тыс. лет назад. В первой четверти прошлого тысячелетия начинается похолодание, известное как "малый ледниковый период", продолжавшийся до ХIХ в. и сменившийся новым потеплением. На Руси этот период характеризуется страшными грозами, великими засухами и суровыми зимами. Самым тяжелым оказался ХV в. - засухи сменились годами с сильными грозами, дождями и наводнениями. Голод и эпидемии унесли десятки тысяч жизней. С XI по ХVII вв. на Руси было 200 голодных лет, Т. е. каждые 3 -4 года. Аналогичная картина была и в Западной Европе. Современный климат непрерывно меняется, причем колебания средней температуры у поверхности Земли лежат в узком диапазоне - около 0, 60 С. Характерным для сегодняшнего климата является возрастание числа погодных аномалий (например, в 1983 г. в Антарктиде зарегистрирована самая низкая температура за весь период наблюдений - 89, 20 С), а в 2012 году – 93 С
КОНЦЕПЦИИ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ЛЕДНИКОВЫХ ЭПОХ Все астрономические гипотезы возникновения ледниковых эпох первостепенную роль отводят излучению Солнца, а эпохи оледенения связывают с допущением длительных изменений его потока. Для объяснения этих измененийпривлекаются как внутрисолнечные причины - пульсации его размеров, конвекция вещества и т. д. , так и внешние - гравитационное воздействие на Солнце других звезд или пересечение им при движении в пространствах Галактики пылевых облаков или еще какие-то воздействия. Все земные гипотезы возникновения ледниковых эпох первостепенную роль отводят процессам перестройки активности недр Земли, которые проявляются как движение литосферных плит; развитие вулканизма и горообразования; объединение и разъединение континентов; изменение площади и глубины океанов; изменение состава атмосферы; эволюционное развитие биосферы.
1. АСТРОНОМИЧЕСКАЯ. Полушария Земли в результате изменения элементов ее движения получают разное количество солнечной радиации, что отражается на глобальной температуре. Таких элементов три: 1 - колебания земной оси; она описывает в пространстве круг за время приблизительно в 25 тыс. лет; 2 - изменение наклона земной оси по отношению к плоскости орбиты (эклиптики) Земли; изменения достигают 3 градуса, периодичность их - 41 тыс. лет; 3 - изменение формы орбиты; каждые 100 тыс. лет она изменяется от круговой до эллиптической. Периодичность элементов движения соответствует трем циклам изменения климатической Системы Земли. Периодичность резких изменений -100 тыс. лет; менее выраженных - 2 тыс. лет; небольших - 24 тыс. лет. - Изменение положения земной поверхности по отношению к Солнцу оказывает влияние на развитие оледенений (выдвинута в 20 -е годы ХХ в. М. Миланковичем). ТЕОРИИ КОЛЕБАНИЙ ОЛЕДЕНЕНИЯ ЗЕМЛИ
ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СИСТЕМА КЛИМАТА Колебательный характер изменений климата связан с собственными колебаниями внутри климатической системы. Функциональной модели системы АТМОСФЕРА-ОКЕАН-ОЛЕДЕНЕНИЕ (Криосфера) –БИОСФЕРА свойственны авто колебания. Колебания возникают между двумя большими инерционными звеньями системы - оледенением и океаном, которые выступают как осцилляторы (ритмоводители). Инерционные свойства океана обусловлены большой теплоёмкостью и значительной массой океана, а оледенения - малой скоростью массообмена (таяния и накопления льда). Эти два звена объединены функциональными связями, которые осуществляются благодаря переносу тепла и влаги в атмосфере. Возбудителем колебаний является северное полушарие. Данная модель воспроизводит картину колебаний ледниковых покровов, что согласуется с палеоклиматическими данными (авторы - В. Я. Сергин и С. Я. Сергин).
Криосфера — это прежде всего сфера холода. Вода в таких условиях почти всегда находится в замерзшем или сильно переохлажденном состоянии, и поэтому в земной криосфере повсюду встречается лед. Природные ледяные образования многообразны: это системы ледяных облаков, снежный покров, сезонно-мерзлые почвы и горные породы, сезонный и многолетний ледяные покровы водоемов и водотоков, наледи, ледники и ледниковые покровы, многолетнемерзлые горные породы с подземными льдами.
В современную эпоху на Земле природные сплошные льды занимают на земной поверхности и в верхних слоях земной коры площадь 72, 4 млн км 2, что составляет 14, 2% площади планеты и почти половину поверхности суши. Год от года площадь под снежным покровом и льдами колеблется от 53, 6 до 91, 2 млн км 2, абсолютный максимум в последние годы достигал 99, 2 млн км 2. Если к этим цифрам прибавить площадь распространения айсбергов и разреженных льдин, то получим общую площадь распространения льда на Земле 100 млн км 2 (19, 6% земной поверхности) с ежегодными колебаниями от 81 до 119 млн км 2.
Подавляющую массу наземных льдов образуют ледники и ледниковые покровы. В современную эпоху в них сосредоточено 98, 2% всей массы льда, что почти в 5 раз больше массы жидких поверхностных вод суши.
Высокое альбедо снежно-ледниковых поверхностей перестраивает радиационный баланс всего земного шара. Поскольку одним из главных законов природы Земли является широтная зональность и снежноледниковый покров также занимает зоны, прилегающие к полюсам, то альбедо закономерно распределяется по поверхности земного шара (рис. 1); среднее альбедо Земли равно 35%. По сравнению с этой средней величиной отраженная в космос солнечная радиация из-за высокого альбедо увеличена над материковыми ледниковыми покровами в 2, 5 раза, над фирновыми областями горных ледников в 2 раза, над островными ледниковыми куполами на 1/3, а над языками горных ледников на 1/5. Фактическое значение радиационного баланса над ледниками сильно зависит от условий облачности. Таким образом, значительная часть солнечной радиации, приходящей к леднику, отражается в атмосферу.
Рис. 1. Альбедо Земли в процентах, вычисленное по спутниковым наблюдениям. Изображение: «Экология и жизнь»
Из-за малой теплоемкости лед не может накапливать тепловую энергию, что свойственно воде. Поэтому одинаковое количество тепла вода сохраняет очень долго, тогда как снег теряет его за считанные минуты. А в теплый период года, когда происходит таяние снега и льда, все поступающее тепло расходуется на этот процесс и на испарение, поскольку снежно-ледовая поверхность нагреться выше 0°C не может.
Благодаря этим особенностям ледники существуют при определенных сочетаниях тепла и влаги, в своеобразном ледниковом климате. Этот климат отличается более низкими температурами воздуха, чем над соседними неледниковыми пространствами, и большим количеством твердых осадков, чем в долинах ниже ледников. При этом чем больше выпадает осадков, тем при более высокой температуре воздуха могут существовать ледники.
Охлаждающее влияние ледников зависит от их размеров. Гренландский ледниковый покров выхолаживает в среднем на 1° слой воздуха толщиной 1500 м. На самом деле выхолаживание часто достигает 5° и оно захватывает лишь 300 м. Новоземельский ледниковый покров охлаждает на 3° слой воздуха над собой толщиной 70 м, а крупная горно-ледниковая система, например Большого Кавказа, охлаждает на 1° пятидесятиметровый слой воздуха. В относительно сухих районах ледники испаряют влагу и увлажняют атмосферу, а в более влажных она конденсируется на леднике, и атмосфера иссушается.
Оледенение и уровень Мирового океана В последние годы наша планета переживает эпоху глобального потепления. Эта эпоха началась около 150 лет назад, сменив так называемый малый ледниковый период, т. е. период похолодания, достигший своего максимума где-то в середине XIX века. Рост глобальной температуры воздуха в последнее столетие составил чуть больше 0, 7°C. Однако за последние 30 лет этот рост усилился, особенно резко над континентальными районами Евразии и Северной Америки и больше всего — в Арктике.
Изменения уровня океана, связанные с колебаниями массы ледников, называются гляциоэвстатическими. Их определяют несколькими методами. Геологический метод состоит в определении глубин, высот и абсолютного возраста затопленных и поднятых древних береговых линий в тектонически стабильных береговых зонах. Изотопно-кислородный метод исходит из степени увеличения содержания тяжелого изотопа O в морской воде в эпохи оледенений. Рост относительного отклонения 18 O/16 O в глубоководных бентосных фораминиферах на 0, 1 соответствует падению среднего уровня океана на 10 м. Причина этого явления заключается в изъятии изотопно более легкой воды из океана в результате ее испарения и аккумуляции в ледниковых покровах
Как показывает гляциоэвстатическая кривая (рис. 3), в последний раз уровень океана был выше современного 120– 125 тыс. лет назад — в последнюю межледниковую эпоху. Все остальное время он был ниже, что свидетельствует о сохранении обширного оледенения Земли на протяжении последних 100 тыс. лет.
Происходящее потепление самым серьезным образом влияет на состояние многолетнего ледяного покрова в Северном Ледовитом океане. Еще недавно тяжелые льды серьезно осложняли судоходство по Северному морскому пути, а Северо-Западный проход в Канадском Арктическом архипелаге был практически непроходим. В наши дни льды сплоченностью более 7 баллов сохраняются лишь в приполюсном районе и на севере Канадского архипелага. А общая площадь ледяного покрова за последние 20 лет неуклонно сокращается. В целом за последние 10 лет площадь многолетних льдов Арктики стала меньше примерно на 40%. При этом средняя толщина морских льдов в октябре, по данным спутниковой лазерной альтиметрии, начиная с 2004 г. уменьшилась с 2 до 1, 4 м, их площадь сократилась на 26%, а объем уменьшился на 50%.
Таким образом, исследования последних лет показывают, что климатическая система — одна из сложнейших на Земле, требующая взаимосвязанного изучения глобальных изменений в океане, атмосфере, криосфере, почве, лесах и других природных системах. Невозможно вычленить из нее выбросы парниковых газов и сконцентрироваться только на квотах, упоминаемых в Киотском протоколе, как нельзя допускать чрезмерной политизации этой далекой еще от решения научной проблемы. Владимир Михайлович Котляков, академик РАН, директор Института географии РАН, почетный президент Русского географического общества «Экология и жизнь» № 11, 2010
Редкие и исчезающие животные Пензенской области Изменение среды обитания и прямое истребление привело к тому, что мн. виды животных, ранее встречавшихся в Пенз. крае, либо исчезли, либо находятся на грани исчезновения. Из животных, обитающих на терр. области, в Красную книгу РСФСР попали 56 видов. Насекомые. Прямокрылые: дыбка степная. Равнокрылые: кошениль польская. Жесткокрылые: красотел пахучий, жук-олень. Чешуекрылые: бражник – мертвая голова, медведица Гера, медведица госпожа, лента орденская голубая, лента орденская малиновая, махаон, подалирий аполлон, мнемозина, поликсена, переливница большая, голубянка мелеагр. Перепончатокрылые: шмель моховой, шмель Шренка, шмель пластинчатозубый, шмель степной, мелиттурга булавоусая, пчела -плотник, сколия степная. Рыбы. Скорпенообразные, обыкновенный подкаменщик.
Птицы. Аистообразные: черный аист. Соколообразные: скопа, змееяд, могильник, беркут, орлан-белохвост, балобан. Журавлеобразные: дрофа. Ржанкообразные: ходулочник. Млекопитающие. Насекомоядные: выхухоль. Рукокрылые: гигантская вечерница. Грызуны: байбак. Список малочисл. и исчезнувших видов в пределах ареала следует дополнить еще рядом форм, редко встречаемых на терр. области: бурый медведь, европейская норка, выдра, рысь, бобр, глухарь, лебедь -шипун, орел-карлик, большой подорлик, болотная черепаха, стерлядь, подуст. Лит. : Красная книга РСФСР. Животные. М. , 1983; Красная книга СССР. Редкие и находящиеся под угрозой исчезновения виды животных и растений. Т. 1. М. , 1984. [В. Ю. Ильин, Т. Г. Стойко. Редкие и исчезающие животные / Пензенская энциклопедия. М. : Научное издательство «Большая Российская энциклопедия» , 2001. ]
Кафедра зоологии и экологии ПГУ
Скачать презентацию ЗЕМЛЯ И КЛИМАТ КОНЦЕПЦИИ ДВИЖЕНИЯ МАТЕРИКОВ базируются
12. Земля и климат.ppt