Тема 4. Влияние Солнца и Луны на Земные процессы

Изучение содержания параграфа предоставляет возможность:

Ø узнать причины образования энергии и характер проявления солнечной активности на Солнце и ее влияния на земные процессы;

Ø углубить представление о сущности влияния Луны на Землю и следствия этого влияния.

Факторы, определяющие солнечное влияние на Землю Солнца и Луны можно разделить на два вида. Первый – постоянно действующие факторы, к которым относятся форма размеры Земли, гравитационные и магнитные силы, определяющие удержание на орбите и движение Земли вокруг Солнца, второй - солнечная радиация, которая является основным источником энергии на Земле, взаиморасположение Земли, Луны и Солнца.

Форма и размеры Земли имеют большое значение для развития всех географических явлений и процессов на Земле. Например, шарообразность Земли вызывает неравномерное нагревание Солнцем. Наибольшее нагревание земной поверхности происходит на территории между тропиками, где угол падения солнечных лучей на поверхность планеты в течение года наиболее высокий. В сторону полюсов идет постепенное уменьшение тепла. Это определяет общую географическую зональность Земли и образование различных природных зон.

Кроме формы Земли большое географическое значение имеют ее масса, объем, плотность. С этими параметрами связаны такие свойства Земли как сила гравитации, магнитные и тепловые поля. Гравитационные, магнитные и электрические поля Земли, определяются ее формой, размерами и вещественным составом и, в свою очередь, определяют свойства и процессы географической оболочки.

Масса Земли равна 5,976 10²⁷ г, объем 1,083 10¹² м³, средняя плотность – 5,518 кг/м³. В составе Земли преобладают железо: (34,6%), кислород(29,5%), кремний(15,2%) и магний (12,7%).

Плотность Земли меняется в зависимости от состава и свойств горных пород и глубины от поверхности. Средняя плотность Земли составляет 5,52 г/см³. В центре Земли плотность достигает 12-17г/см³(12-17тыс т/м³). Плотность верхних слоев Земли зависит от состава слагающих их пород.

С этими параметрами связаны такие свойства Земли как сила гравитации, магнитные и тепловые поля.

Гравитация – это взаимное притяжение двух физических тел, имеющих массу. Силы гравитации, удерживают планеты вокруг Солнца, определяют сферическую форму Земли и удерживают ее атмосферу.

Магнитное поле Земли подобно магнитному полю условного стержня, концы которого имеют противоположные магнитные полюса, т.е. магнитный диполь. Точки пересечения магнитного диполя с земной поверхностью называются геомагнитными полюсами (северный и южный). Магнитные полюса не совпадают с географическими, их положение постоянно меняется со временем. Зона околоземного пространства, физические свойства которой определяются магнитным полем Земли, называется магнитосферой. Она имеет внутренний (на высоте 3-4 тыс. км) и внешний (22 тыс. км) радиационные пояса.

Как вы знаете, Земля вращается вокруг своей оси в направлении с запада на восток и одновременно вокруг Солнца. Полный оборот вокруг своей оси Земля делает за 23 часа 56 минут 4 секунды. Этот отрезок времени называется звездными сутками. Однако, в связи с тем, что Земля одновременно вращается и вокруг Солнца, фактическая продолжительность суток несколько большая. Для удобства в практическом применении было решено считать среднюю продолжительность солнечных суток – 24 часа. С вращением Земли вокруг своей оси связана смена дня и ночи и многие земные процессы.

Линейная скорость вращения Земли – расстояние, которое проходит любая точка на поверхности Земли за единицу времени. В зависимости от географической широты она меняется от 0 (на полюсах) до 464 м/с (на экваторе). Кроме линейной скорости осевое вращение Земли определяет и угловая скорость, которая показывает угол поворота любой точки земной поверхности за единицу времени. Она одинакова для всех широт Земли и равна 1^о за 4 минуты (15^о за один час.). Угловая скорость определяет величину силы Кориолиса, которая влияет на перемещение водных и воздушных масс, подмыв берегов рек, направление морских течений и др.

С формой Земли и ее вращением вокруг своей оси связаны и такие понятия как поясное и местное время, а также перемена дат и календарь. (Вспомните, что такое часовые пояса, местное и поясное время?).

В зависимости от положения Земли относительно Солнца на Земном шаре выделяют пояса освещенности (Вспомните, сколько и каких поясов освещенности выделяют на Земле?)

Земля имеет один естественный спутник – Луну. Луна оказывает тормозящее воздействие на скорость вращения Земли, что сказывается на величине силы Кориолиса и, в первую очередь на подвижных средах (вода, воздушные массы). Под влиянием Луны и частично Солнца изменяется интенсивность процессов Земли, включая и тектонические процессы (горообразование, землетрясение, извержение вулканов), уменьшается величина ее полярного сжатия. Доказано, что Луна влияет на биологические ритмы на Земле, а через них на состояние здоровья человека и животных.

Интенсивность влияния Луны на Земные процессы зависит от взаимного расположения Земли, Солнца и Луны и фазы Луны. Разные формы освещенной Солнцем части Луны, которые мы видим с Земли, называются фазами Луны. Их четыре: новолуние, когда Луна находится между Землей и Солнцем; первая и последняя четверти, когда Луна видна с Земли под углом 90^о с востока и запада от Солнца; полнолуние, когда Луна находится в направлении противоположной Солнцу. (Вспомните из астрономии продолжительность лунных фаз)

Влияние Солнца на земные процессы определяется явлениями, происходящими в недрах Солнца, т.е. от солнечной активности. Огромное количество энергии, которую Солнце излучает в космическое пространство, образуется в ее недрах в результате термоядерной реакции превращения водорода в гелий. Несмотря на то, что на Землю попадает только одна двухмиллиардная часть этой энергии, Солнце является основным источником энергии для всех процессов, протекающих в географической оболочке.

Признаками проявления солнечной активности являются солнечные пятна, зоны повышенной яркости (факелы) и взрывоподобные выбросы энергии (сполохи) на поверхности Солнца (Вспомните из астрономии причины их образования). Повышение солнечной активности отражается на геофизических процессах Земли. Существуют 11-летние, 33 –летние и 98 –летние циклы усиления солнечной активности. В эти периоды влияние Солнца на Землю возрастает.

Солнечная активность оказывает большое влияние на такие земные процессы как полярные сияния, магнитные бури, землетрясения, рост и продуктивность растений, размножение и миграции насекомых, эпидемии болезней человека (грипп, тиф, холера и др.).

Исключительно велико влияние солнечной активности на климат Земли. Усиливающиеся во время солнечных бурь потоки излучения Солнца влияют на содержание озона в верхних слоях атмосферы. Это, в свою очередь, изменяет интенсивность тепло - и влагообмена на Земле.

Одним из факторов солнечного влияния на Землю является «солнечный ветер» – потоки протонов и электронов которые распространяются от Солнца во всех направлениях. На Землю попадает очень малая часть вещества «солнечного ветра», однако его влияние на магнитные свойства нашей планеты огромное.

Как вы знаете из астрономии, все планеты Солнечной системы находятся в состоянии гравитационного взаимодействия. Взаимодействие Солнца, Луны и Земли видны на примере образования приливных процессов в гидросфере Земли. В образовании приливов основную роль играет Луна. Влияние Солнца, несмотря на его огромную массу, из-за большой удаленности (149,5 млн. км), в 2,71 раза меньше чем влияние Луны. Наибольшая высота прилива в океанах наблюдается тогда, когда Земля, Луна, Солнце находятся на одной линии и их приливообразующие силы суммируются. Такой прилив называется сизигийный (от греческого syzygia – соединение, сопряжение). Наименьший прилив – квадратурный (от латинского guadratura – квадратная форма), когда Луна и Солнце находится под прямым углом к Земле.

Вопросы и задания:

1. Что такое солнечная активность?

2. В чем заключается роль гравитационных сил Солнца и Луны?

3. В чем проявляется влияние Луны на приливные процессы Земли?

4. *Составьте в произвольной форме схему (таблицу), отражающую факторы воздействия Солнца и Луны на Землю и их географические проявления.