Поширення хімічних елементів на Землі

Хімічні елементи у природі поширені не однаково. У земній корі (за масою) переважать Оксиген (47%), Силіцій (27,6%) та Алюміній (8,8%). Речовини, до складу яких вони входять, добре вам відомі. Так, з атомів Алюмінію та Оксигену утворена глина. Річковий пісок складається з атомів Силіцію та Оксигену. «Абсолютний чемпіон» Оксиген є також у складі води, кисню та тіл живих істот.

У морській воді основними хімічними елементами є Оксиген (85,8%) та Гідроген (10,7%). У ній також є Хлор, Натрій, Сульфур, Магній (3,5%).

В атмосферному повітрі переважають Нітроген (78%) та Оксиген (21%).

В організмі людини - Оксиген (62%), Карбон (21%), Гідроген (10%), Нітроген (3%).

У Всесвіті переважають за масою Гідроген (75%) та Гелій (24%). З них складаються зорі.

Розчини у природі та побуті

В житті ми часто зустрічаємось з розчиненням речовин у воді та розчинами взагалі.

Тільки завдяки властивості води розчиняти різні речовини існує найбільший у світі за об'ємом розчин – Світовий океан. Якби всю масу речовин, розчинених у воді Світового океану, виділити й рівномірно розсипати по всій суші, то земну кулю покрив би шар солей завтовшки двісті метрів! Світовий океан уже давно став «коморою» різних речовин. Наприклад, золота в ньому стільки, що вистачило б майже по
1 кілограму на кожного мешканця нашої планети. Уже давно з морської води видобувають кухонну сіль. У XVIII столітті в Італії морську воду навіть охороняла поліція, щоб люди її не розкрадали і вдома не видобували з неї солі, а купували в крамницях.

Розчиняючи речовини, сама вода в багатьох випадках не змінюється.

Велике значення має здатність води розчиняти різні речовини і у природі, і в житті людини. Рослини живляться тільки тими речовинами, що містяться в ґрунті у розчиненому стані. Посушливого літа, навіть за достатньої кількості поживних речовин у ґрунті, високих урожаїв зібрати не вдається. Ось чому потрібно поливати рослини.

Не випадково в раціон людей і тварин у значній кількості повинна входити вода. Її наявність – необхідна умова засвоєння організмом поживних речовин. Тому дорослій людині слід щодоби вживати близько двох літрів води.

Велику кількість ліків виготовляють у вигляді розчинів. Крім води, як розчинник досить часто використовують медичний спирт. Розчинами є фарба, парфуми тощо.

Суміші

Більшість речовин у природі є сумішами. Тому часто виникає потреба розділити якусь суміш на чисті речовини. Це можна зробити, знаючи властивості речовин.

Найлегше розділити дві змішані речовини, якщо вони не розчиняються у воді і мають різну густину, наприклад, залізні ошурки й тирсу. Коли занурити суміш ошурок і тирси у воду, то тирса спливе на поверхню, а ошурки осядуть на дно посудини. Такий спосіб розділення сумішей називають відстоюванням.

За допомогою випарювання з розчину можна виділити розчинені тверді речовини. Наприклад, коли треба виділити кухонну сіль, то розчин випарюють. Вода випаровується, а сіль залишається на дні посудини.

Відомий ще один спосіб розділення сумішей – дистиляція. Під час дистиляції суміш нагрівають до кипіння, а пару, що при цьому утворюється, охолоджують. Так одержують, наприклад, дистильовану воду.

Для того, щоб виокремити з речовини найдрібніші частинки або звільнити її від непотрібних домішок, застосовують інший спосіб – фільтрацію. Згідно з цим способом, речовину пропускають через спеціальні фільтри. Ними можуть бути фільтрувальний папір, тканини різної щільності або навіть шар піску.

Умови життя на планеті Земля

 

Міфологічні уявлення завжди передували науковим уявленням, оскільки наука передбачає існування знання, яке засноване на достатній кількості інформації. Але людина не може жити в абсолютному вакуумі, серед самих «білих плям». Тому за відсутністю інформації вмикається уява. Міфи про виникнення Всесвіту містять також версії про походження Землі. У більшості міфів виникнення Землі є безпосереднім або опосередкованим результатом дії богів або гігантів. Практично не існує народів, у яких не було б давніх міфів про створення Землі.

З науковим поясненням виникнення Землі справа була значно гірше. Якщо про будову Всесвіту ще до початку нашої ери були висловлені правильні за своєю сутністю здогадки, то про виникнення нашої рідної планети довгі віки можна було дізнатися тільки з фантастичних міфів. Наукове обговорення цієї проблеми розпочалося тільки після значного розвитку астрономії. Та й зараз вчені не можуть з достатньою впевненістю сказати, як виникла наша планета. Існують лише гіпотези, тобто наукові припущення про причинні зв’язки явищ, які пояснюють виникнення Землі.

Перші гіпотези виникли у ХVІІІ столітті. На той час знань про Сонячну систему стало вже достатньо для висунення гіпотез. Після цього вони почали з’являтися досить часто. Американський астроном Харлоу Шеплі (Harlow Shapley; 1885—1972) нарахував 14 гіпотез. Розглянемо основні гіпотези.

Французький природодослідник Жорж-Луї Леклерк де Бюффон (Georges-Louis Leclerc de Buffon, 1707-1788) висунув версію, згідно з якою дуже давно відбулося зіткнення Сонця з великим небесним тілом, можливо, кометою. Від удару у всі боки розлетілися розпечені частки різного розміру. З часом вони охолоджувалися і найбільші з них стали планетами.

Німецький вчений Іммануїл Кант (Immanuel Kant; 1724-1804), не погоджувався з цією теорією. Він вважав, що основою Сонячної системи була величезна туманність – холодна хмара пилу. Частинки пилу хаотично переміщувалися, стикалися, злипалися одна з одною й утворювали частинки усе більших і більших розмірів. Нарешті найбільше скупчення стало Сонцем, потім з інших утворилися планети.

Французький астроном і математик П’єр-Симон Лаплас, який народився у 1849 році, запропонував гіпотезу, відповідно якій Сонячна система утворилася не з холодної хмари пилу, а з гарячої, розпеченої газової хмари, яка швидко оберталася навколо власного центру. Хмара ця поступового охолоджувалася, стискалася й прийняла врешті-решт стиснуту форму та розпалася на декілька кілець. Кільця у свою чергу щільнішали та розпадалися на окремі планети. Центральне скупчення перетворилося на зірку – Сонце.

На початку ХХ століття англійський вчений Джеймс Гопвуд Джинс (James Hopwood Jeans; 1877 – 1946) висловив припущення, що Сонячна система виникла внаслідок катастрофи – зближенням Сонця та невідомої зірки, яка проходила досить близько поряд з ним. Величезна сила тяжіння чужої зірки вирвала з тіла Сонця частину речовини, охолонула та розпалася на окремі частини, з яких потім виникли планети.

У середині ХХ століття російський вчений Отто Шмідт (1891-1956) пояснював утворення Сонячної системи конденсацією навколосонячної хмари гази і пилу. За теорією Шмідта мільярд років тому при обертанні Сонця навколо вісі Галактики воно пройшло крізь хмару космічного пилу та замерзлого газу. При проходженні Сонця крізь хмару воно притягнуло за собою деяку кількість пилу. Частинки пилу стикалися і втрачали частину енергії, що призвело до ущільнення хмари, а потім – до утворення скупчень. Вони збільшувалися у розмірах, розпадалися, знову притягувалися і злипалися, аж поки ці скупчення не набули вигляду планет. Планети продовжували притягувати космічний пил, який перетворювався на їхніх супутників. Завдяки захопленню радіоактивних частинок холодні планети почали нагріватися, спочатку назовні, а потім глибше.

Сучасник Шмідта астрофізик Василь Фесенков (1889-1972) погоджувався з цією гіпотезою, але вважав, що Сонце не захоплювало хмару пилу і газу, а само перше виникло з хмари. Планети утворилися із залишків пилу і газу, що й пояснює їхню відмінність. На краях хмари, подалі від Сонця, де була найбільша концентрація легких газів і гелію, утворилися планети-гіганти. Ближчі до Сонця планети стискалися й віддавали газ та гелій – так утворилися планети типу Землі.

Третій вчений – Сергій Попов (народ. 1971), стверджує, що спочатку з протоматерії, тобто міжзоряного газу, утворився диск – протосонце. У середині диска виникло скупчення, яке потім стало зіркою. Під впливом електромагнітних полів у цьому центральному скупченні відбувалося зростання тиску й температури, а потім розпочалися термоядерні реакції. Так народилася зірка на ім’я Сонце.
5 мільярдів років тому на Сонці відбулася серія чергових потужних вибухів, частина сонячної речовини була викинута у простір, з неї виникли планети.

В наш час учені вважають, що Сонячна система виникла з холодної хмари розрідженого газу і пилу, більшу частину якого становили скупчення водню. Вибух наднової зірки, який відбувся недалеко, порушив рівновагу хмари й викликав активні процеси навколо нього. До того ж під час вибуху до хмари потрапили холодні радіоактивні частинки, які сильно вплинули на процеси, які відбувалися у хмарі газу і пилу. Хмара поступово стискалася під дією гравітаційних сил і ставала схожим на диск. У центрі виникло ущільнення. Воно стискалося й почало розігріватися. З цього центрального скупчення виникло Сонце. Навколо нього сформувалася хмара, яка оберталася. Холодні частинки цієї хмари продовжували збільшуватися у розмірах і формували планети. Сонце між тим зменшувалося у розмірах, але нагрівалося усе більше й більше. Коли випромінювання Сонця стало стабільним, планети вже набули кулястої форми. Це було завершенням формування Сонячної системи у її теперішньому вигляді.

Але у Сонячній системи зміни не припинилися. Розпочався довготривалий процес формування планет. Розділення планети Земля на внутрішні і зовнішні сфери – ядро, мантію, кору, гідросферу та інші – це результати процесів, які тривали мільярди років!

Підведемо підсумки. Отже, ми з’ясували, що за останні декілька століть було висунуто різноманітні гіпотези виникнення Сонячної системи і планети Земля. Ці гіпотези схожі, але всі вони мають умовний характер. Формування Сонячної системи відбувалося так давно, вона настільки велика, що людство надзвичайно обмежене у засобах пізнання. Можливо, коли-небудь ми отримаємо вірогідну інформацію з цього наукового питання. Але поки що сучасні уявлення про виникнення Сонячної системи і Землі – це лише припущення.

 

Будова Землі

Як учені дізнаються про Землі, про її внутрішню будову, про те, з яких речовин вона складається? Справа у тому, що якби наша планета була однорідною за будовою, тоді б сейсмічні хвилі, що виникають під час землетрусів та штучних вибухів, поширювалися б з однаковою швидкістю. Вивчення швидкості таких хвиль дозволило дізнатися про різні зони Землі, які відрізняються за складом, густиною, температурою, тиском та іншими фізичними умовами.

Учені уявляють собі внутрішню будову Землі таким чином. У самому центрі знаходиться ядро, далі йде мантія, а нагорі знаходиться земна кора. Від центра Землі до краю ядра 3470 кілометрів. 2840 кілометрів – це мантія. Мантія займає найбільший об’єм у внутрішньому просторі планети. Ядро складається із заліза і нікелю. Температура ядра 6000 градусів.

Мантія у перекладі з латини означає «покривало». Вона складається з окислів кремнію, заліза, марганцю. Вона має температуру 3000 градусів. Товщина земної кори коливається у межах від 5 до
75 кілометрів. Під океаном товщина мантії менша, ніж під материками. До того ж поверхня земної кори не рівна. Ми бачимо на ній гори, рівнини, бугри, яри. Ці нерівності називаються рельєфом.

Земна кора складається з гірських порід. Глина, пісок, граніт, базальт, кам’яне вугілля – це все гірські породи. Вони відрізняються за кольором, твердістю, крихкістю, температурою плавлення та іншим властивостям. Хоч вони всі й називаються гірськими, але вони зустрічаються також і на рівнинах, під шаром ґрунту. Вони поділяються на щільні та рихлі. Наприклад, граніт, базальт та вапняк належать до щільних гірських порід, а глина, пісок, торф – до рихлих. Останні легко ламаються.

Гірські породи складаються з мінералів. Якщо розглянути злам граніту за допомогою лупи, то можна помітити, наскільки він неоднорідний за складом. Це пояснюється тим, що до його складу входить три мінерали: кварц, польовий шпат, слюда. Часто гірські породи складаються з одного мінералу. Наприклад, вапняк повністю складається з кальциту. Гірські породи і мінерали, які людина використовує для власних потреб мають назву корисні копалини.

Верхній найтонший шар земної кори – ґрунт. Це плодючий шар, що містить усі необхідні для розвитку і росту рослин речовини. Саме цьому шару ми даємо таку саму назву, як і планеті – «земля». Це не дивно, адже ґрунт дає життя рослинам, тим самим створюючи умови для існування тварин і людей.

Ґрунт – це сукупність мінералів, рослин і тварин. Ґрунт лише наполовину складається із мінеральних компонентів. Інша частина його маси складається із води, повітря, органічних з’єднань, живих організмів. Рослини упродовж свого довгого, як у дерев, або короткого, як у однорічних рослин, життя, споживають мінеральні і органічні з’єднання ґрунту, вуглекислоту повітря, нарощують свою масу, відмирають і вкривають цією масою поверхню землі. На рештки рослин одразу ж накидається величезна кількість живих істот (лялечок, черв’яків, жуків), які виконують важливу роль – прибирають і переробляють все, що вмерло, щоб воно не заважало розвиватися живому у подальшому. Якби не було цих живих організмів, за декілька років поверхня ґрунту була би вкрита товстим шаром листя, стебел і стовбурів, який закрив би доступ до сонячного світла, нові рослини не змогли б розвиватися.

Спочатку великі комахи перемелюють своїми щелепами жорсткі відмерлі стебла і коріння, частину пропускають крізь травну систему. Дрібні часточки рослин споживають маленькі комахи, лялечки, черв’яки. А живих істот у ґрунті дуже багато. На кожному гектарі не задіяної у сільськогосподарському виробництві землі мешкає понад 3 мільйонів дощових черв’яків. Роботу, яку проводять вони для збільшення родючості ґрунту, не зможе виконати жодна винайдена людиною машина. Кожної доби черв’яки пропускають крізь свою травну систему на кожному гектарі півтори тони землі.

Органічні з’єднання проходять крізь травну систему комах і потрапляють «на стіл» до бактерій і грибів. Цих мікроскопічних організмів у ґрунті ще більше, ніж черв’яків. В 1 грамі землі їх міститься понад 100 мільйонів!

Так упродовж тисячоліть складним біологічним і хімічним шляхом утворюється і накопичується у ґрунті основа його плодючості – гумус. Дослідження вчених показали, що у найнижчий шар ґрунту товщиною 1 метр 10 сантиметрів має вік 12 тисяч років. Верхні шари значно молодші – 500-600 років.

Господарська діяльність людини руйнує плодючість ґрунту. Потужна сільськогосподарська техніка у першу чергу є причиною руйнації плодючих земель. У давнину селяни орали сохою, яка фактично тільки шкрябала поверхню ґрунту. Основні шари ґрунту залишалися неушкодженими. Але прийшли часи – і на поля вийшли потужні трактори з важкими багатокорпусними відвальними плугами. Вони на півметра і більше заглиблювалися у ґрунт, перевертали його, трамбували або розбивали його у пил. Дощі і снігові води вільно вимивали гумус з перевернутого, з глибокими борознами ґрунту, залишаючи самі пилинки і піщинки. А коли сонце висушувало поверхню землі, ці піщинки підхоплювалися вітром і відносилися геть. Так почалася і продовжується донині ерозія ґрунту. Степові буревії іноді зносять увесь плодючий шар ґрунту, аж до глини!

Вчені встановили, що вільна від рослинності поверхня ріллі нагрівається сонячним промінням до +82^оС, а за тих самих умов, у тій самій місцевості ґрунт, вкритий травою, нагрівається лише до
+18…+23^оС. Це призводить до того, що над поверхнею ріллі утворюються вертикальні потоки гарячого повітря, спрямовані вгору. Ці потоки разом із перегрівом ґрунту підсилюються випаровування вологи і в той же час, як у пустелі, перешкоджають утворенню дощових хмар саме над зораними полями.

Кожну хвилину на Землі 44 гектари плодючих земель перетворюються на пустелю! А пустель і напівпустель на нашій планеті й без того достатньо – понад 5 мільярдів 300 мільйонів гектарів. Це більше, ніж третина усієї суші планети.

Землетруси

Земна кора і мантія не суцільні. Вони складаються з тектонічних плит, які покривають Землю, ніби панцир. Тектонічні плити лежать на верхньому шарі мантії. Оскільки верхній шар мантії не твердий, вони немов би плавають по його поверхні і пересуваються зі швидкістю декілька сантиметрів на рік. Так материки переміщуються по поверхні Землі, але настільки повільно, що ми не помічаємо цього. Але у місцях, де плити стикаються, виникають землетруси та виверження вулканів.

За рік на Землі відбувається близько мільйона слабких та декілька тисяч сильних землетрусів. Більше ніж 100 000 з них реєструються сучасними приладами, приблизно 10 000 землетрусів відчувають люди. При цьому лише 100 землетрусів виявляються руйнівними, а один у 10 років є катастрофічним. Та й цього достатньо, щоб люди не відчували себе захищеними від цих природних явищ.

Зазвичай землетруси трапляються на границях тектонічних плит у тому випадку, коли вони ніби «чіпляються» одна за одну і не можуть просунутися далі. Через це виникає напруження у цьому місці, в якому після звільнення накопиченої енергії народжуються землетруси. Місця, де вони відбуваються, мають назву сейсмічно активних зон. ςειςμος у перекладі з грецької означає «землетрус» Місце, де починається землетрус, називається вогнищем землетрусу. Він зазвичай знаходиться під поверхнею землі на глибині декількох кілометрів. Місце на поверхні землі, яке розміщується над вогнищем землетрусу має назву епіцентр («епі» - означає «над»).

Коли відбувається струс на земній поверхні, який розміщується під водою – виникає цунамі. Піднімаються величезні хвилі від декількох десятків до сотень метрів, рухаються зі швидкістю до 1000 кілометрів за годину. На глибокому місці їх можна не помітити, але на мілині вони зростають на очах. Від цих хвиль страждають узбережжя, великі і малі острови. Гігантські хвилі здатні за секунди змити усе живе з островів, залишивши після себе тільки бруд та чисельні руйнування. Всі пам’ятають цунамі, що відбулося на початку 2006 року, коли стихія накрила багато островів у океані, вбила тисячі людей та нанесла величезні економічні збитки.

У результаті цунамі 11 березня 2011 року в Японії було зруйновано декілька міст, понад 10 тисяч осіб загинуло, мільйони сімей лишились житла, країна й досі лежить у руїнах. Після землетрусу у
9 балів виникло цунамі, висота хвиль досягала 10-ти метрів. Цунамі призвело до аварії на атомній станції Фукусіма.

Люди завжди намагалися передбачити землетруси. На жаль, прогнози землетрусів не відрізняються особливою надійністю й точністю, але робота у цьому напрямі проводиться. Уся Земля покрита мережею станцій, які постійно проводять спостереження за станом земної кори. Цікаво, що добре відчувають наближення землетрусу тварини: кішки, собаки, коні, корови. Вони за будь-що намагаються вирватися з будинку, залишити хлів. Дикі тварини залишають район, у якому пізніше відбувається землетрус. Вчені пояснюють це тим, що тварини володіють підвищеною чутливістю до сейсмічних коливань, які не можуть зареєструвати іноді навіть найсучасніші прилади.

Найдовший у часі землетрус тривав три роки у Південній Греції. З 1 серпня 1870 року до 1 серпня 1873 року там відбулося близько 860 000 коливань та струсів земної кори.

Враховуючи, що кожної години на Землі відбувається близько
10 землетрусів, не важко зрозуміти, що це не залишає відбитку на рельєфі Землі. Наслідками землетрусів є багатокілометрові тріщини, зсуви, провалля, обвали. У випадку, коли епіцентр знаходиться на дні океану, суттєві зміни відбуваються у рельєфі морського дна. Якщо дно опускається, глибина океану у цьому місці зростає на сотні метрів. Унаслідок землетрусів відбуваються глобальні зміни – і таке трапляється постійно.

Вулкани

Вулкани іноді називають «вогняними горами». Їхня назва походить від давньоримського бога вогню – Вулкана. Виверження вулканів – надзвичайно небезпечне явище для людей. Найчастіше вулкани являють собою гори із заглибленням – кратером, який має розмір від декількох метрів до декількох кілометрів. Від кратера углиб іде вертикальний канал – гирло. Гирло веде до камери – джерела магми. Магма означає – місиво.

Що ж являє собою магма? Нещодавно ми говорили про тектонічні, чи літосферні плити. Вони переміщуються та наповзають одна на одну, внаслідок цього їхні краї занурюються глибоко вниз – до земних натрів. На глибині тиск та температура значно вищі, тому краї плит починають плавитися. Ось ця розпечена речовина плити та рідка мантія і є магмою. Речовина накопичується, їй стає тісно і вона починає шукати тріщину у земній корі – вони трапляються найчастіше на границях плит. Саме тому місця, де поширені вулкани, співпадають з районами сейсмічної активності.

Але виверження вулканів може трапитися не тільки на межах плити. Якщо частина плити опустилася до низу не з самого краю – розвиток подій буде той самий, але вулкан не обов’язково матиме форму гори. Іноді виверження може трапитися практично на рівному місці. Тоді це буде гейзер – тобто вертикальний струмінь розпеченої магми. Вулкан може швидко «вирости» за рахунок вулканічної лави, яка стигнє.

Повернемось до виверження. Коли у джерелі накопичується багато магми, тиск стає надзвичайно великим, і починається виверження вулкану. Вулканічна лава підіймається гирлом та викидається на поверхню землі. Якщо магма густа, тоді вона швидко стигне і вулкан з часом перетворюється на високу гору з крутими схилами. Такий вулкан називається конічним, оскільки має форму конуса.

Якщо магма рідка, вона швидко розтікається та повільно стигнє. Схили таких вулканів похилі і за формою нагадують перевернутий щит, тому вони отримали назву щитових вулканів. Якщо магма дуже в’язка, вона може застигнути у каналі і утворити пробку. Але тиск знизу виштовхує її, тому трапляється сильне виверження з викидом у повітря вулканічних газів, каміння, кам’яних брил, які іноді досягають розмірів невеликого вантажного автомобіля. Деякі з них знаходяться у рідкому стані. Вони обертаються у повітрі і набувають майже правильної сферичної форми.

Вулканічна лава – незвичайна речовина. Коли розплавлений потік лави стікає схилом вулкана, він здається рідким, але якщо кинути в нього камінь або навіть велику брилу, вони відіб’ються від його поверхні, немов від твердої стінки, тому що лава – це також каміння, але розплавлене.

Під час виверження на поверхню землі разом з лавою викидається водяна пара, гази, вулканічний пил і хмари попелу. Пил та попіл розганяє вітер на сотні та тисячі кілометрів. Випадіння попелу зупиняє транспорт, тому що повітряні фільтри та радіатори машин пошкоджуються. Під вагою попелу гинуть посіви рослин та ламаються гілки дерев. У лісах виникають пожежі, у водоймах, вкритих попелом, гине риба. Навіть будинки іноді не витримують його ваги. Під час виверження Кракатау у 1883 році частинки вулканічного пилу облетіли навколо Землі двічі!

Вулкани, які вивергаються час від часу, називаються діючими. Якщо виверження вулкану припинилися і не відбуваються досить довго, то такий вулкан називається згаслим. Та іноді навіть згаслі вулкани знову вивергаються. Одного разу в Ісландії прокинувся вулкан, який за даними вчених «спав» 5 тисяч років. У 1943 році у Мексиці на селянському полі почав зростати вулкан. За 5 діб він зріс на 160 метрів! Через три роки він сягав у висоту вже на 518 метрів. Через 9 років він мав висоту понад трьох кілометрів, а потім «заснув».

Нині на суші є декілька сотень діючих вулканів. Щорічно відбувається два-три десятки вивержень. В Україні немає діючих вулканів.

На дні океанів також відбувається багато підводних вивержень.

Поверхня Землі

Зовнішня поверхня Землі поділяється на різні шари. Найкраще вивчені зовнішні шари, оскільки вони найдоступніші для досліджень. Тверда ґрунтова поверхня Землі має наукову назву літосфера. Водяна оболонка Землі має назву гідросфера. Остання, повітряна оболонка називається атмосферою.

Літосфера – це об’ємне поняття. Воно включає земну кору і частину мантії Землі. Назва походить від грецького слова Λίθος – камінь та σφαῖρα – куля, сфера. Про мантію та земну кору ми вже говорили. Тепер обговоримо зовнішню частину земної кори – суходіл. Незважаючи на величезні простори, які займає суходіл, складає лише 29 відсотків від поверхні земної кулі. Суходіл складається з материків, які називають також континентами, й островів.

Материк – це великий масив земної кори, більша частина якого виступає над рівнем моря. Усього на Землі шість материків: Євразія, Африка, Північна Америка, Південна Америка, Австралія, Антарктида. Якщо поділ суходолу на материки відбувається природним чином, то поділ на частини світу виник історично, внаслідок уявлень, що формувалися упродовж багатьох століть. Частина світу – це материк або частина материка разом із навколишніми островами. Зверніть увагу на відмінності поділу на материки та частини світу. До останніх відносяться: Європа, Азія, Америка, Африка, Австралія, Антарктида, Океанія. Ми бачимо, що назви частин світу та материків переважно співпадають з тією лише різницею, що материк Євразія поділяється на дві частини – Європу і Азію, а два різних материки Північна та Південна Америки об’єднані в одну частину світу. Що ж таке Океанія? Так називають масив островів центральної та південно-західної частини Тихого океану.

Материки Землі сильно відрізняються між собою розмірами, кліматом, рельєфом та іншими характеристиками. Клімат – це сукупність характерних погодних умов, зокрема, сезонних, які властиві для даної місцевості. Розрізняють багато різновидів клімату. Основна відмінність кліматів – це відмінність температури (холодний, помірний, спекотний) та вологи (сухий, вологий). Нагадаємо, що рельєф – це особливості поверхні земної кори.

Євразія – найбільший материк Землі. Він займає площу понад 53,5 мільйонів квадратних кілометрів. Якщо приблизно посередині материка діагонально провести пряму лінію, яка з’єднує його краї, наприклад, від міста Лісабон на Піренейському півострові до міста Хабаровськ у Росії, то довжина такої лінії буде перевищувати 10 тисяч кілометрів. Між тим Хабаровськ – навіть не крайня точка материка. Якщо прокласти таку лінію з півночі на південь, наприклад, від мису Челюскіна до мису Піай, довжина її буде дорівнювати 7 тисяч кілометрів.

Зрозуміло, що такий величезний простір буде характеризуватися різноманітністю клімату, рельєфу, лісних масивів, населення. Клімат буде змінюватися від надзвичайно холодного на півночі до спекотного на півдні. Значні простори, особливо у Сибіру, зайняті вічною мерзлотою. Материк омиває Північний Льодовитий океан, а на іншому кінці материка плещуть теплі південні моря та квітнуть великі південні міста – Рим, Дамаск, Севастополь, Тбілісі.

У середині материка клімат більше «стриманий» – помірно холодні зими врівноважуються помірно теплим літом. У східній Індії випадає найбільша кількість опадів на Землі.

Приблизно 2/3 Євразії займають гори та плоскогір’я. В Євразії є такі відомі горні системи: Гімалаї, Альпи, Карпати, Кавказ, Памір, Алтай, Урал – і це далеко не повний перелік. У Гімалаях розміщена найвища гірська вершина - Джомолунгма, або Еверест. Її висота – 8848 метрів

Зустрічаються й рівнини, які простягнулися на тисячі кілометрів – Східноєвропейська та Західносибірська; пустелі, наприклад, пустеля Гобі; степ, великі лісові масиви, тундра. Ще на території Євразії знаходиться найглибше озеро на світі – Байкал. Його глибина – 1637 метрів.

Африка – другий за розмірами та найспекотніший материк. Середньорічна температура тут перевищує +20⁰С. Середньомісячні температури складають приблизно +20-25⁰С. На більшій частині материка навіть взимку втримується температура +10-16⁰С, але у гірських районах Африки стовпчик термометра може опускатися нижче 0⁰С, у Атлаських горах щорічно випадає сніг. Тому сезонні відмінності в Африці полягають не у різниці температур, а у зміні кількості опадів.

В Африці чимало річок, зокрема, по її території протікає найдовша річка у світі – Нил, яка має довжину 6671 кілометр.

У рельєфі переважають високі ступінчасті рівнини, плато, плоскогір’я. Саванни та пустелі займають в Африці 80 % усієї площі. Також є вологі вічнозелені та розріджені тропічні ліси. В Африці знаходиться найбільша у світі пустеля – Сахара. Повітря в ній нагрівається до +40⁰С, а поверхня піску та каменів до +70⁰С.

Як виникла така величезна спекотна пустеля? На думку вчених, всі пустелі на Землі, і перш за все безплідна Сахара, є результатом діяльності людини.

Від самого початку свого існування людина розумна відрізнялася нерозумним ставленням до збереження природних багатств свого середовища існування. Такий давній вид діяльності людей, як скотарство, відрізняється високою концентрацією свійських тварин у межах невеликої території. Величезні стада худоби упродовж тисяч років знищували рослин і тварин, порушували ґрунтовий шар.

Свій внесок у створення пустель зробили і землероби. Вони спалювали ліси для звільнення землі для ріллі. Оскільки ліс накопичує і розподіляє атмосферні і підземні води, його знищення призвело до висихання річок й інших водойм, отже до посухи у регіоні землеробства. Земля припиняла давати врожаї, доводилося шукати, а отже, випалювати нові ділянки лісу, поки не перетворилася на пустелю колись багата й благодатна земля.

Розпечена поверхня пустелі спрямовує догори потоки гарячого повітря, утворюючи ніби «трубу», до якої не можуть потрапити дощові хмари. А якщо немає опадів, немає випаровування, яке охолоджує поверхню, пісок нагрівається ще більше й утворює ще більш неприступну «трубу» гарячих потоків повітря.

Північна Америка – це материк у західній півкулі. На півдні він з’єднується з Південною Америкою вузькою Панамською перетинкою. Уздовж західного узбережжя Північної Америки простягнулася гірська система Кордильєри з глибоким гірськими ущелинами та діючими вулканами. Східну частину займають широкі долини, плато і середньої висоти гори. Лісами вкрита 1/3 материка – це типова тайга центральних районів Канади – високостовбурні, широколистяні та змішані. На південному сході материка та на півдні Кордильєр зростають вічнозелені ліси. У внутрішній частині Північної Америки розміщені переважно степові та напівстепові райони, а у внутрішній смузі Кордильєр зустрічаються неосяжні пустелі. Ґрунт материка сильно видозмінений діяльністю людини, це особливо виявляється на території США.

Клімат у межа території материка сильно відрізняється – від суворого на півночі, де взимку буває -44…-45⁰С до спекотного та вологого на півдні, де температури нижче за 0⁰С взагалі не буває. Річки Північної Америки повноводні, найбільша з них – Міссісіпі. Взагалі Північна Америка має багатющу водну систему, зокрема, озерну – знамениті Великі Озера: Вінніпег, Велике Ведмеже та інші.

Південна Америка – найвологіший континент планети. На сході материка розміщені рівнини та плоскогір’я, а на півночі та заході простягнулась потужна смуга Анд. Клімат переважно теплий, у північній рівнинній частині материка температура влітку приблизно +20…+28⁰С. На крайньому півдні прохолодніше – температура знижується до 0⁰С й нижче. Але в Андах клімат достатньо суворий, навіть у самий розпал літа у Південній Америці - у січні.

Незважаючи на високу загальну вологість зустрічаються тут і посушливі райони. Східні схили плоскогір’їв і Анд поросли вічнозеленими тропічними лісами. Тут зростають рідкі цінні породи дерев – червоне дерево, каучуконос, какао.

Тропічні ліси Південної Америки знищуються зі швидкістю 20 гектарів за хвилину або по 1 % від усіх дерев щорічно. Проблема полягає також у тому, що, на відміну від лісів помірних поясів, тропічні ліси практично не самовідновлюються. Вічнозелені дерева тропіків майже не дають опаду листя, гумус, отже, не накопичується, а ґрунт тропіків достатньо бідний для того, щоб створити необхідні умови для ніжних паростків чи саджанців, тим більше, що не захищені кронами дерев ґрунт нагрівається до високої температури, що зовсім не сприяє проростанню насіння.

Є у Південній Америці саванни, ліси, степи, напівпустелі. На цьому континенті протікає чимало річок. Річки, які протікають на плоскогір’ях, мають пороги – тобто вони мають ступінчасте русло, й необхідно мати добре вміння, щоб плисти по такій річці. До таких річок відноситься й знаменита Амазонка – найбільш повноводна річка у світі.

Австралія – найменший та найпосушливий материк. Назва його походить від латинського слова australis – південний. Це найспекотніша частина суходолу південної півкулі. На більшій частині півкулі випадає надзвичайно мала кількість опадів. В Австралії до того ж немає крупних повноводних річок. Більшість річок наповнюються водою тільки у певні періоди. В усіх інших річках, зокрема, й у найбільшій річки материка – Муррей рівень води сильно коливається залежно від сезону.

Найбільше озеро Австралії – озеро Ейр. У посушливий період воно перетворюється у декілька невеликих та неглибоких западин, наповнених водою, а з початком сезонів дощів воно знову розливається на повну силу. У внутрішній частині Австралії лежать пустелі, оточені смугами напівпустель та колючих кущів. Потім напівпустелі переходять у саванни, за якими простягнулися евкаліптові ліси та деревоподібні папороті, які зростають вздовж узбережжя та гірських районів.

Приблизно 2/3 материка мають пустельний та напівпустельний клімат. У липні середня температура складає від +12 до +20⁰С, а у січні від +20 до +30⁰С й більше. Це єдиний континент, на території якого розміщується тільки одна держава. Як і сам материк, вона має назву Австралія.

Антарктида – надзвичайний материк. Він знаходиться у самому серці Антарктики – на Південному полюсі. 99 % поверхні материка вкрито кригою, середня товщина якого – 2000 метрів. Лід Антарктиди становить 80 % запасу усієї прісної води у світі. Вільні від криги ділянки зустрічаються подекуди у вигляді оазисів або гірських масивів. Таки оазиси мають характер полярних пустель і можуть займати площу від декількох кілометрів до декількох сотень кілометрів. Саме на цих ділянках й розміщується більшість наукових станцій, яких в Антарктиді декілька десятків. Постійного населення в Антарктиді немає, якщо не врахувати тюленів і пінгвінів, які мешкають на узбережжі, що не дивно, якщо враховувати місцевий клімат. Влітку температура коливається від -30 до - 50⁰С, а взимку від -60 до - 70⁰С. Щоправда, на узбережжі значно тепліше – взимку тут від -8 до - 35⁰С, а влітку
1-2 градуси тепла. Одного разу на науковій станції було зафіксовано температуру -89,2⁰С – найнижча із зафіксованих температур на Землі. Взагалі у літній період Антарктида отримує достатню кількість сонячного тепла, але поверхня льоду відбиває 90 % світла Сонця.

З рослинного світу в Антарктиді зустрічаються квіткові, гриби, лишайники, бактерії, водорості. Люди постійно тут не мешкають, але на материкові є наукові дослідницькі станції з різних країн світу. Згідно з міжнародним договором, Антарктида не може бути власністю будь-якої країни або декількох держав. Її визнано такою, що належить усьому світові.

Острови

Окрім материків, суходіл представлений також островами і архіпелагами. Архіпелаг – це група островів, які розміщені стосовно недалеко один від одного та, як правило, які мають спільне походження (материкове, вулканічне, коралове) та схожу геологічну будову. До архіпелагів, наприклад, відносяться: Північна Земля, архіпелаг Бісмарка, земля Франца-Йосифа. Найбільший острів у світі – Гренландія.

Магнітне поле Землі

Обговорюючи літосферу і її будову, необхідно згадати про ще одне поняття – магнітне поле Землі. Всі бачили компас, стрілка якого, якщо він справний, завжди вказує на північ, а іншим – на південь. У стародавньому Китаї орієнтуватися за допомогою «магнітного каменя» вміли дуже давно – за 400 років до нашої ери. Але у європейських країнах використовувати магнітні явища навчилися використовувати лише через багато століть. Стародавні китайські вчені вважали, що стрілку компаса притягує Полярна зірка. Перші здогадки про істинну природу магнетизму висловив у 1269 році французький вчений П’єр де Мерікур. Він вважав, що стрілка компаса показує не на Полярну зірку, а на полюс Землі, отже, «магнітні камені» отримують «силу» від полюсів світу. Вчений зробив висновок, що Земля має власну «магнітну силу», написав трактат і виготовив дві моделі компасів, які мали шкалу і лінійку для вимірювання азимутів світил. Але, як це неодноразово траплялося, ніхто не зацікавився його винаходом і вони стали відомі лише через 300 років.

Упродовж довгих століть люди дізнавалися про те, що нині має назву магнітного поля Землі. Земля має власне магнітне поле, її іноді називають величезним магнітом. Полюси цього магніту майже співпадають з географічними південним і північним полюсами, хоч і не зовсім. Різниця між віссю обертання Землі і магнітною віссю складає 11,5⁰. До того ж, магнітні полюси не є постійними, вони увесь час дрейфують, відхиляючись то в один бік, то в інший. Зазвичай річне зміщення полюсів не перевищує 20 кілометрів. Від одного до іншого полюса йдуть невидимі магнітні силові лінії, що ніби сітка покривають Землю і утворюють її магнітне поле. Його іноді називають електромагнітним, тому що магнетизм і електрика певним чином взаємопов’язані.

Магнітні лінії не прямі – вони коливаються, відхиляються від прямої лінії. Причина таких викривлень – неоднорідна структура земної кори, яка по-різному пропускає електромагнітні хвилі, і, частково, непостійність самого магнітного поля Землі. Зазвичай коливання магнітного поля відбуваються повільно, але іноді відбуваються збурення магнітного поля, різки та потужні. Вони отримали назву «магнітні бурі». Вони тісно пов’язані з процесом сонячної активності. Саме завдяки магнітному полю на Землі могло виникнути життя. До нині магнітне поле захищає Землю і усі живі організми, перешкоджаючи потраплянню на Землю космічних променів, відхиляючи «сонячний вітер» – потік космічних частинок високих енергій (електрони, протони, іони гідрогену і гелію) і «космічний вітер» - потік ядер атомів, які випромінюють зірки.

Потоки частинок перехоплює магнітне поле Землі, навколо планети утворюються два радіаційні пояси – протонний, який знаходиться на висоті 400 кілометрів над поверхнею Землі і електронний – на висоті 20 000 кілометрів.

Але чому ж постійно відбуваються зміни магнітних полюсів і поля взагалі? Оскільки джерело магнетизму знаходиться у центрі Землі, то, якщо врахувати постійне обертання планети, стає зрозумілим й нестабільний характер магнітного поля Землі. Якщо ядро планети перебуває у рідкому стані, а у його центрі знаходиться більш щільне ядерце, то через різницю густин швидкість обертання їх має відрізнятися. Якщо обертати сире куряче яйце, то швидкість обертання білка і більш щільного жовтка будуть відрізнятися. Очевидно, у цій різниці і полягає одна з причин магнітних коливань, принаймні, одна причина. Але ще багато питань про магнітне поле Землі залишаються без відповідей.

Існує припущення, що упродовж існування Землі магнітні полюси не тільки суттєво відхилялися від теперішнього положення, але мінялися місцями, тобто миттєво змінювали полярність. Існує теорія, яка стверджує, що у момент зміни полюсів знімався «захисний екран» планети і все живе отримувало підвищену дозу космічної радіації, відбувалась мутація організмів – різка зміна спадкових ознак. Це призводило до чергового повороту еволюції – розвитку.

Необхідно зазначити, що за всю історію людства Земля неодноразово дарувала сюрпризи вченим. Те, що вважали добре вивченим несподівано з’являлося у новому світлі. Не можна з абсолютною впевненістю стверджувати, що магнітне поле Землі вивчене повністю, та можна не сумніватися у тому, що у цій галузі буде зроблено ще багато відкриттів.

Нині ж існування магнітного поля надає можливість визначати геологічний вік гірських порід, знаходити корисні копалини, вивчати будову Землі.