География на пальцах

Андрей Шляхов

География на пальцах. Для детей и родителей, которые хотят объяснять детям

«Без географических знаний невозможно сложить правильное представление о мире, о жизни, о назначении человека. В деле самосознания человека география идёт рядом с философией и историей, она участвует в оформлении мировоззрения»

А. Д. Арманд

Предисловие

География – это наука о нашей планете, о мире, в котором мы живем. В той или иной степени географические знания нужны каждому человеку. Название «география» в переводе с древнегреческого означает «землеописание».

География – одна из самых древних наук. Как только человек получил способность мыслить, он сразу же начал познавать окружающий мир. Это познание продолжается до сих пор, но характер его изменился. Если раньше география была описательной, то сейчас она стала познавательной. Современные географы познают тайны окружающего мира, изучают причины процессов и явлений, происходящих на поверхности нашей планеты, выявляют закономерности, позволяющие делать прогнозы. Эти прогнозы очень важны и на сегодняшний день являются важнейшей задачей географии как науки. Человеку нужно знать, к чему могут привести те или иные действия, какие изменения в окружающей среде они могут вызвать.

• Какая погода будет послезавтра?

• Что произойдет, если соединить две реки каналом?

• Где искать полезные ископаемые?

• Где лучше построить завод, чтобы он наносил меньше вреда окружающей среде?

• Какой высоты должна быть дамба, защищающая от наводнения?

• Стоит ли опасаться извержения вулкана?

• С какой скоростью тают арктические льды?

• Какой климат был на нашей планете три тысячи лет назад?

• Каким морям и рекам угрожает исчезновение?

• Где лучше выращивать рис, а где – рожь и пшеницу?

Как по-вашему, что общего у всех этих вопросов? На первый взгляд – ничего общего быть не может, но это не так. Для ответа на эти вопросы нужно знать географию.

У каждой науки есть свои инструменты, называемые методами исследования.

География, как и любая наука, имеет свои методы исследования. Самыми древними из них являются описательный, картографический, экспедиционный и сравнительный. География началась с того, что люди описывали мир, в котором они обитали, не пытаясь проникнуть в его тайны. Всему происходящему они находили мистическое объяснение. Разразилась гроза? Это бог Зевс разгневался и мечет молнии…

Путешествия, то есть – экспедиции, пускай и не с географическими, а с военными или торговыми целями, давали знания о других регионах нашей планеты. Описания разных мест сравнивались, на основании этих сравнений делались какие-то выводы. Выводы эти не всегда были правильными, но у науки географии есть одно свойство, которое иначе как «волшебным» не назовешь. Многие географические ошибки приводили к новым открытиям. Достаточно вспомнить Христофора Колумба, который поплыл из Испании в Индию западным путем и приплыл в Северную Америку. А поиски таинственной Атлантиды способствовали открытию множества островов Атлантического океана…

Географию невозможно представить без карт, на которые наносятся географические данные. Известный советский географ Николай Баранский называл карты «вторым языком географии». А саму географию он называл «мостом между природой и обществом». Очень точное определение, не правда ли?

По мере накопления географических знаний к методам исследования добавился исторический метод. Знание истории развития нашей планеты помогает лучше понять те явления, которые происходят сейчас.

Ни одна наука не может обойтись без статистических, то есть – количественных или качественных данных. Высота гор, глубина морей, протяженность рек, площадь ледников или пустынь, численность населения, запасы природных ресурсов в недрах Земли… Статистический метод широко применяется во всех отраслях географии.

Возможности современной науки позволяют использовать метод дистанционных наблюдений, которые проводятся с самолетов или с космических спутников.

Географию невозможно представить без географических моделей, которые позволяют изучать развитие географических объектов, процессов и явлений в кабинетных условиях. при помощи их моделей. Метод географического моделирования возник в 1492 году, когда немецкий географ и путешественник Мартин Бёхайм изготовил первый в мире глобус, самую простую географическую модель. В наши дни географы создают модели при помощи компьютеров. Моделирование позволяет создавать правильные прогнозы.

Современная география делится на физическую географию и социально-экономическую географию. Эта книга посвящена физической географии, которая изучает географическую оболочку нашей планеты, природу Земли. Социально-экономическая география изучает территориальную организацию человеческого общества, рассматривая Землю не как природное явление, а как дом человечества.

Глава 1

Географическая оболочка Земли

Географическая оболочка – понятие условное, собирательное.

В нее входят:

1. Земная кора.

2. Две нижние части атмосферы – тропосфера и стратосфера.

3. Гидросфера или водная оболочка Земли.

4. Биосфера – совокупность всего живого на Земле.

5. Ноосфера или антропосфера – часть биосферы, связанная с разумной деятельностью человека.

Разберемся с каждым пунктом по отдельности.

Пункт первый – земная кора.

Наша планета состоит из трех слоев.

Земная кора – это верхний твердый слой, толщина которого варьируется от 5 до 75 км. Под океанами земная кора наиболее тонкая, а в горных участках материков – наиболее толстая. Только в этом слое могут существовать живые организмы. Если сравнить Землю с яйцом, сваренным вкрутую, то земная кора – это скорлупа.

Ниже земной коры находится другой твердый слой, который называется «мантией». Толщина мантии составляет около 2900–3000 км. В курином яйце аналогом мантии является белок.

Под мантией находится ядро (условный «желток»), состоящее из двух частей – жидкой внешней и твердой внутренней[1]. Радиус ядра составляет приблизительно 3500 км. Предположительно, ядро состоит из железо-никелевого сплава, температура которого во внутренней части ядра достигает 5400 °C. Мы говорим «предположительно», поскольку точных данных о мантии и ядре Земли на сегодняшний день нет, все знания о них получены косвенным путем. Относительно хорошо изучена только земная кора.

Пункт второй – тропосфера и стратосфера.

Тропосфера – это нижний, наиболее изученный слой атмосферы нашей планеты. Высота тропосферы варьируется от 8–10 км в полярных областях, до 16–18 км на экваторе[2]. В умеренных широтах высота тропосферы составляет 10–12 км.

В тропосфере сосредоточено более 80 % всей массы атмосферного воздуха и большая часть водяных паров. Здесь формируются атмосферные фронты, возникают облака и происходят другие процессы, определяющие погоду и климат на нашей планете. Все эти процессы главным образом обусловлены конвекцией – явлением переноса теплоты в жидкостях, газах или сыпучих средах потоками самого вещества. Теплый воздух поднимается вверх, а холодный опускается вниз. Точно так же ведут себя слои воды с разной температурой. Можно сказать, что воздушные массы с разной температурой находятся в состоянии постоянной борьбы. Недаром же переходная зона между смежными воздушными массами с разными физическими свойствами (разной температурой) называется атмосферным фронтом.

Над тропосферой на высоте от 11 до 50 км расположена стратосфера. Здесь находится озоновый слой или «озоносфера», состоящий из озона – трехатомной модификации кислорода (О3). Озоновый слой поглощает коротковолновую часть ультрафиолетового излучения Солнца, которая губительна для всего живого. Жизнь на нашей планете смогла выйти из воды на сушу лишь после того, как был образован озоновый «щит». Выше озонового слоя никакой жизни не существует. Озон можно обнаружить на высоте от 15 до 60 км, но максимальная концентрация его наблюдается на высоте 25–35 км.

Пункт третий – гидросфера.

Гидросфера представляет собой совокупность всей воды на планете – рек, морей, океанов, континентальных водоемов, подземных источников, болот и ледяных покровов. Общий объем воды в гидросфере составляет около 1,4 миллиарда кубических километров. Бо́льшая часть этой воды – около 96 %! – сосредоточена в океанах и морях. До 2 % воды «законсервировано» в ледниках, примерно 1,7 % приходится на подземные воды и всего 0,02 % приходится на поверхностные воды суши. Несмотря на столь малую долю в общей массе гидросферы поверхностные воды суши играют важнейшую роль в жизни человека, являясь основным источником водоснабжения, а также орошения и обводнения земель.

Пункт четвертый – биосфера.

Биосферу также называют «оболочкой» – живой оболочкой нашей планеты. Все живое на Земле образует биосферу. Биосфера представляет собой одну из частей географической оболочки, но она является связующим звеном между остальными частями.

Биосфера включает в себя:

– всю гидросферу, поскольку во всех водоемах присутствует жизнь в той или иной форме;

– тропосферу и нижнюю часть стратосферы, расположенную под озоновым слоем атмосферы. Не удивляйтесь насчет стратосферы – микроорганизмы можно найти в воздухе на высоте до 18 км от поверхности Земли.

– земную кору. Наиболее богато населена различными организмами педосфера – почвенная оболочка Земли. Почти вся жизнь в земной коре сосредоточена на глубине нескольких метров, но отдельные бактерии могут жить на глубине до четырех километров. Ниже этого уровня жизнь становится невозможной, поскольку температура среды достигает 100 °C и выше.

Пункт пятый – ноосфера.

Ноосфера представляет собой часть биосферы, но ее нужно выделять из биосферы, поскольку в основе ее лежит разумное начало. Ноосфера объединяет все, что создано в результате деятельности человека. Само слово «ноосфера» переводится с греческого как «сфера разума». Деятельность человека отличается от деятельности животных своей разумностью и целенаправленностью. Пример – стадо слонов может проложить тропу через дебри, но это будет сделано неосознанно и слоны не могут поддерживать проложенную тропу в «рабочем» состоянии. Человек же прокладявает дороги осознанно, с определенной целью и после прокладки поддерживает их в пригодном для пользования состоянии – расчищает от завалов, выравнивает и т. п.

Между частями географической оболочки осуществляется активный и непрерывный обмен веществом и энергией. В результате испарения с поверхности океана и суши в атмосферу поступает вода. Через трещины и поры вглубь земной коры проникают вода и воздух. Твердые частицы попадают с поверхности Земли в атмосферу с помощью ветров или во время извержения вулканов. Живые организмы после смерти формируют почвенный слой. Поверхность Земли поглощает солнечное тепло и часть его отдает в атмосферу, нагревая нижние слои воздуха. Люди роют каналы, выравнивают рельеф, строят дамбы, рассеивают облака… Все эти связи позволяют рассматривать географическую оболочку как единое целое.

Географическую оболочку также называют «земной оболочкой». В зарубежной географической литературе географическую оболочку могут называть «геосферой».

О литосфере, атмосфере, гидросфере и биосфере будет более подробно сказано ниже, в соответствующих главах.

Глава 2

Развитие географии. Великие географические открытия

Первую, как принято считать, географическую карту составил в VI веке до нашей эры греческий ученый Анаксимандр Милетский.

Земля в представлении Анаксимандра была плоской и круглой, этакий блин, окруженный мировым океаном. Центром Земли древние греки считали город Дельфы в котром хранился священный камень, называемый «омфалом» или «пупом Земли».

В ІІІ веке до нашей эры древнегреческий ученый Эратосфен создал более совершенную карту. Карта Эратосфена была ценна тем, что давала хотя бы примерное представление о местонахождении и взаимной удаленности городов и стран, а также наличием системы координат – осевых линий (параллелей и меридианов), проведенных через определенные места. Если карта Анаксимандра больше походила на рисунок, то карта Эратосфена была полноценной (для своего времени) географической картой. Кстати говоря, слово «география» придумал Эратосфен.

Во II веке нашей эры греческий ученый Клавдий Птолемей написал трактат «Руководство по географии», в котором обобщил все античные знания о Земле. К трактату прилагалась карта мира и 26 более подробных карт участков земной поверхности.

Для своих карт Птолемей разработал специальную картографическую проекцию, известную под названием «проекции Птолемея».

Картографическая проекция – это способ переноса реальной, геометрически сложной и имеющей сферическую форму земной поверхности на плоскость карты. Сферическую поверхность невозможно развернуть на плоскости без деформации, без сжатия или растяжения. Для того, чтобы убедиться в этом, можно провести несложный опыт.

Возьмите круглый воздушный шар (не надутый), разрежьте его пополам, а затем попробуйте разложить одну из полученных половинок шара на столе. Ровно она не ляжет, придется или сминать, или растягивать. Вот то же самое происходит и с картами. Сравните размеры и форму материков на глобусе и на карте. Глобус дает истинное представление, а любая карта – искаженное.

Карта Птолемея имела ряд недостатков. Прежде всего она была неполной. На западе доходила до Канарских островов, на востоке – до современной Кореи, на севере – примерно до южной границы Скандинавского полуострова, а на юге заканчивалась Африканской Сахарой. На карте Птолемея не было Северной и Южной Америки, Австралии, Антарктиды и Тихого океана. Размеры Средиземного моря Птолемей сильно преувеличил, а длину окружности Земли уменьшил. Но для своего времени это была очень хорошая карта. И не только для своего времени. Человечество пользовалось картой Птолемея на протяжении четырнадцати веков, до наступления Эпохи Великих географических открытий. До сих пор нет единого мнения о том, кого следует считать «отцом», то есть – основоположником географии. Одни отдают этот почетный титул Эратосфену, а другие – Птолемею. Но правильнее будет считать, что у географии два отца. Эратосфен заложил основы географической науки, а Птолемей впервые систематизировал разрозненные географические знания, написал первый в истории географический трактат и развил картографический метод настолько, что смог создать подробную и довольно информативную карту мира.

Эпоха Великих географических открытий, начавшаяся в XV веке и продолжавшаяся до XVII века, доказала шарообразную форму Земли и значительно расширила знания о ней. Только в XVII веке было сформировано верное и почти полное представление о земной поверхности. «Белых пятен» (то есть – неисследованных участков) на карте оставалось много, но были открыты все материки, за исключением Антарктиды, и доказано единство Мирового океана.

Путешественников-первооткрывателей было много, но самые значительные открытия сделали Христофор Колумб и Фернан Магеллан.

Колумб за период с 1492 по 1504 год совершил четыре плавания к берегам Америки, открыв эту часть света, а экспедиция под руководством Магеллана в 1519–1522 годах совершила первое кругосветное плавание. Из пяти кораблей, отплывших из Испании, домой вернулся только один, сам Магеллан погиб на одном из островов Юго-Восточной Азии во время стычки с туземцами, но все же кругосветное плавание состоялось. Экспедиция Магеллана окончательно подтвердила шарообразную форму Земли, доказала единство Мирового океана и открыла Тихий океан.

В январе 1820 года русская экспедиция под руководством Фаддея Беллинсгаузена и Михаила Лазарева открыла Антарктиду, шестой материк нашей планеты, и проплыла вокруг нее.

С открытием Антарктиды великие географические открытия закончились. Наступила эпоха изучения всего, что было открыто. От описания фактов и территорий географы перешли к изучению процессов и явлений. География начала делиться на отраслевые науки – геологию, климатологию, биогеографию, океанографию… Современная география представляет собой комплекс многих отраслевых наук. Особенность географии как науки заключается в том, что она в той или иной мере «пересекается» со всеми другими естественно-научными дисциплинами.

Глава 3

Изображение земной поверхности на плане, глобусе и карте. Составление плана местности

Изображением земной поверхности на картах занимается отрасль географии, называемая картографией.

Изображать земную поверхность можно на планах, на картах и на глобусе.

Глобус – это трехмерная модель нашей планеты. Изображение Земная поверхность изображена на глобусе без искажений. Глобусы не очень удобны в использовании, подробно на них ничего изобразить нельзя, но зато они дают правильное представление о расположении материков, морей, океанов и островов, а также об их размерах.

Детально изучать какую-либо местность можно при помощи планов и карт. План – это та же карта, только предельно упрощенная. План представляет собой чертеж, на котором при помощи условных знаков изображен в уменьшенном виде небольшой участок земной поверхности, настолько небольшой, что нет необходимости учитывать ее кривизну.

Пример – план города. Планы городов часто называют «картами», но по сути дела это не карты, а планы.

Пользуясь планом города, мы можем найти нужную улицу или нужный объект (например – вокзал) и проложить путь до него. Для таких же целей служат и планы местности, включающие в себя несколько населенных пунктов.

Различные объекты изображаются на плане местности при помощи условных знаков. Есть свои правила и в окраске различных объектов. Так, например, леса и парки на планах всегда закрашиваются зеленой краской, водоемы – голубой, кустарники – бледно-зеленой, сады – желтой, горы – коричневой. Строения, вне зависимости от их реальной формы, принято изображать в виде прямоугольников.

И планы, и карты, и глобусы должны непременно иметь масштаб – показатель того, во сколько раз расстояние на изображении меньше, чем в действительности. Масштаб всегда представляет собой дробь, у которой числитель единица, а знаменатель – число, указывающее кратность уменьшения. Например, масштаб 1 \ 1000 или, как чаще принято изображать – 1: 1000 говорит о том, что расстояние на изображении уменьшено в 1000 раз. Иногда картографы обходятся без дробей и просто пишут – «в 1 см – 100 км». Запись в виде дроби называется «численным масштабом», а выраженный в виде слов – «именованным масштабом».

Для удобства может использоваться и «линейный масштаб». На плане или карте изображается мерная линейка, при помощи которой, используя циркуль-измеритель, можно измерить любую линейную величину, не прибегая к вычислениям. Сверху над линейным масштабом указывается численный или именованный масштаб.

Обратите внимание! В числителе дроби, выражающей масштаб, всегда должна стоять единица! Если единица окажется в знаменателе, то получится, будто расстояние на карте или плане в сколько-то раз больше реального. Это абсурд. Планы и карты всегда рисуются с уменьшением.

Есть три закона, касающиеся масштаба.

Закон первый – масштаб должен быть на любой карте и на любом плане. Карту без масштаба географы считают не картой, а рисунком.

Закон второй – указанному масштабу должны соответствовать все расстояния на изображении, иначе это снова будет рисунок.

Закон третий – чем меньше знаменатель, тем крупнее масштаб. Например, масштаб 1: 1000 крупнее, чем масштаб 1: 50000.

Величина масштаба является одним из признаков, отличающих планы от карт. Масштаб на плане не может быть мельче 1: 5000.

По величине масштаба карты подразделяются на крупномасштабные (1:10 000 – 1:200 000), среднемасштабные (1:200 000 – 1:1 000 000) и мелкомасштабные (мельче 1:1 000 000).

Условные знаки делятся на:

– масштабные условные знаки, размеры изображения которых определяются масштабом карты. Масштабные знаки в свою очередь подразделяются на площадные (лес, озеро) и линейные (железная дорога). Линейные знаки масштабируются только в длину, ширина их условна.

– внемасштабные или точечные условные знаки (колодец, родник);

– пояснительные знаки, которые применяются в сочетании с масштабными и внемасштабными и служат для дополнительной характеристики изображенных объектов. Так, например, стрелка на реке указывает направление ее течения.

Ознакомьтесь с таблицей, на которой представлены некоторые условные знаки. Заучивать их нет необходимости, поскольку каждая карта и каждый план имеют легенду – изображение всех использованных знаков с указанием их значений.

Поверхность Земли неровная и эту неровность нужно каким-то образом передавать на изображениях. Иначе планы и карты будут неинформативными. Проложит человек кратчайшую дорогу по карте между двумя объектами и неожиданно упрется в гору. Или же выйдет к глубокому оврагу.

На планах и картах рельеф изображается при помощи особых замкнутых линий, которые называются горизонталями. Каждая горизонталь соединяет все точки местности, которые расположены на одной и той же высоте над уровнем моря. Для того, чтобы лучше понять смысл этих горизонталей, можно представить как гору или холм постепенно затопляет вода. Через одинаковые промежутки высоты уровень воды фиксируется и проецируется на карту или план в виде горизонталей.

Если расстояние между горизонталями мало, то здесь должен быть крутой склон (левая часть рисунка), если же оно велико – склон будет пологим.

Как понять, что нарисовано на плане – холм или овраг? Для этого существуют короткие черточки, называемые бергштрихами. Бергштрихи всегда направлены от горизонталей вниз и располагаются перпендикулярно к ним. Если бергштрихи направлены наружу, то перед вами – возвышенность. Если же они направлены внутрь, то это впадина.

Расположение бергштрихов при понижении и повышении рельефа

Линии, соединяющие точки одинаковых глубин водоемов, называются изобатами. Поскольку изобаты всегда показывают глубину, бергштихи при них не используются.

В легенде обычно принято указывать, через сколько метров высоты проведены горизонтали или изобаты.

Вершину или дно впадины обозначают точкой с указанием ее высоты (глубины). Если речь идет о впадине на суше, находящейся ниже уровня моря, то перед цифровым значением высоты ставится знак «—». Цифры с обозначением высоты также могут ставиться около горизонталей и изобат.

На мелкомасштабных картах изображение рельефа при помощи горизонталей и изобат дополняется послойной раскраской по ступеням высот и так называемой «отмывкой рельефа». Послойная раскраска высот на суше выполняется оранжевой краской различного тона по принципу «чем выше, тем темнее». Высоты от 0 до 200 метров имеют светло-зеленую окраску, а отрицательные высоты, то есть расположенные ниже уровня моря – темно-зеленую. Рельеф водоемов окрашивается голубыми тонами – чем глубже, тем темнее. Шкала ступеней высот, используемая на карте, указывается на ней в нижней части.