4-лек

1.

4-дәріс
Тақырып: Жер ғаламшары туралы
мәліметтер

2.

• Жер – Күннен қашықтығы бойынша
үшінші ғаламшар (Күн жүйесінің үшінші
ғаламшары), тығыздығы ең жоғары
ғаламшар. Оны кейде «Көк ғаламшар» деп
атайды. Бұл атау түсінікті, себебі ғаламшар
бетінің шамамен 71%-ын Дүниежүзілік
мұхит алып жатыр, ал қалған бөлігін
материктер мен аралдар құрайды.
• Жер – Күн жүйесіндегі ең көп зерттелген
ғаламшар және ғылымға белгілі
ғаламшарлардың ішінде тіршілік бар
жалғыз ғаламшар.
• Жер шамамен 4,5 миллиард жыл бұрын
Күн тұмандығынан (күндік тұмандықтан)
қалыптасқан.
• Біздің ғаламшарымыз – адамды қоса
алғанда, тірі ағзалардың шамамен 8,7
миллион түрінің мекені.

3.

• Жерден Күнге дейінгі орташа қашықтық шамамен 150
миллион км.
• Жердің орбита бойымен қозғалысының орташа жылдамдығы
29,783 км/сек құрайды.
• Ғаламшар Күнді бір рет толық айналып шығуды 365,26
тәулікте жүзеге асырады.
• Жердегі тәуліктің ұзақтығы 23 сағат 56 минут 4,1 секундқа тең.
• Жердің сыртқы қабаты негізінен силикаттардан тұратын қатты
қабықтан құралған. Қатты жер қыртысы мен мантияның тұтқыр
жоғарғы бөлігі литосфераны құрайды. Литосфераның астында
мантияның жоғарғы бөлігінде орналасқан, тұтқырлығы,
қаттылығы мен беріктігі салыстырмалы түрде төмен қабат –
астеносфера орналасқан. Жердің сұйық сыртқы ядросы және
қатты ішкі ядросы айқын ажыратылады.
• Жердің айналу бағыты Күн жүйесіндегі барлық
ғаламшарлардың ( Шолпан мен Уранды қоспағанда) айналу
бағытымен сәйкес келеді.
• Ғаламшардың болашағы Күннің болашағымен тығыз
байланысты.

4.

5. Жердің магнит өрісі

• Компас қолданған адам біледі: еркін ілінген тілшені бастапқы
бағытынан қанша ауытқытса да, ол әрдайым қайтадан бастапқы
қалпына келеді. Бұл географиялық қабықта және Жер маңындағы
кеңістікте магнит өрісінің бар екенін білдіреді. Оның әрбір нүктесінде
компас тілшесі магниттік күш сызықтарына параллель орналасады.
Бұл кезде тілшенің бір ұшы солтүстік магниттік полюсті, ал екінші ұшы
оңтүстік магниттік полюсті көрсетеді.
• Магниттік полюстер мен географиялық полюстер бір-бірімен сәйкес
келмейді.
• Магниттік полюстердің орналасуы уақыт өте келе өзгеріп отыратыны
белгілі. Солтүстік магниттік полюс жылына 5–6 км жылдамдықпен
ығысады.
• Мысалы, 1950 жылы солтүстік магниттік полюстің координаталары
72° солтүстік ендік, 96° батыс бойлық, ал оңтүстік магниттік полюстің
координаталары 70° оңтүстік ендік, 150° батыс бойлық болды.
• 1970 жылы олардың координаталары сәйкесінше 75°42′ солтүстік
ендік, 101°30′ батыс бойлық және 65°30′ оңтүстік ендік, 140°18′ батыс
бойлық болды.

6.

• Магнит өрісі кернеулікпен сипатталады. Жердің кейбір аймақтарында
магниттік күш сызықтары қалыпты магнит өрісінен ауытқып, магниттік
аномалиялар түзеді. Мысалы, Курск магниттік аномалиясы (КМА)
аймағында магнит өрісінің кернеулігі қалыпты көрсеткіштен төрт есе
жоғары.
• Магнит өрісінің пайда болуы Жердің мантиясы мен ядросындағы
динамикалық үдерістермен байланысты деп болжанады.
• Планета центрінен Жердің 10–14 радиусына (Жердің орташа радиусы
≈ 6 371 км 10 Жер радиусы ≈ 63 710 км 14 Жер радиусы ≈ 89 194 км)
тең қашықтықта магнит өрісі күн желі деп аталатын зарядталған,
жылдамдығы шамамен 400 км/с болатын бөлшектер ағынымен
кездеседі.
• Геомагниттік өріс күн желімен әрекеттесіп, магнитосфераны түзеді.
Күн желінің әсерінен магнитосфера Күнге қараған жағынан сығылады,
ал Күнге қарама-қарсы бағытта қатты созылады.
• Осылайша, ұзындығы шамамен 900–1050 Жер радиусына (Жер
радиусы ≈ 5,73–6,69 млн км) жететін магнитосфера құйрығы пайда
болады.

7. Жердің магнит өрісінің ендік бойынша өзгеруі

Жердің магнит өрісінің ендік бойынша
өзгеруі
Жердің магнит өрісінің құрылысы географиялық ендікке байланысты
өзгереді. Ю. И. Витинский, А. И. Оль және Б. И. Сазонов (1976) әрбір жарты
шарда үш ендік зонаны ажыратады.
Экваторлық зона — 25° солтүстік ендіктен 25° оңтүстік ендікке дейін.
Бұл аймақта жоғары энергиялы протондардың Жер атмосферасына енуі аз.
Оларға магниттік күш сызықтары бөгет болады. Бұл сызықтар Жер бетіне
дерлік параллель орналасып, ғарыштық бөлшектердің өтуіне кедергі
жасайды.
Қоңыржай ендіктер зонасы — шамамен 30°–55° ендіктер аралығы.
Бұл аймақта зарядталған бөлшектер ағындарының қарқындылығы артады.
Полюстерге қарай магнит өрісінің бөлшектерді өткізу қабілеті жоғарылай
түседі.
Жердің полярлық аймақтарының үстіндегі зона.
Мұнда магнит өрісінің күш сызықтары Жер бетіне біршама перпендикуляр
орналасып, воронка тәрізді (касп) пішін түзеді. Осы аймақтар арқылы күн
желінің бір бөлігі күндізгі жағынан магнитосфераға, одан әрі Жердің жоғарғы
атмосферасына енеді.
Магниттік дауылдар кезінде магнитосфераның құйрық бөлігіндегі бөлшектер
де осы аймақтарға қарай бағытталып, солтүстік және оңтүстік жарты
шарлардың жоғары ендіктеріндегі жоғарғы атмосфера шекарасына дейін
жетеді.
Дәл осы зарядталған бөлшектердің атмосферамен әрекеттесуі нәтижесінде
полярлық шұғыла (солтүстік және оңтүстік шұғыласы) пайда болады.

8. Жердің пішіні мен өлшемдері және олардың географиялық салдары

• Жердің пішіні мен өлшемдерін анықтау мәселесі ежелгі
дәуірде пайда болған және қазіргі жаратылыстану
ғылымындағы маңызды мәселелердің бірі болып қала береді.
• Жердің сфероидтық пішіні планетаның алғашқы жуықталған
моделі болды.
• Жер туралы мұндай түсінік ғалымдарды XVII ғасырдың екінші
жартысына дейін қанағаттандырды. Кейін әртүрлі
географиялық ендіктерде ауырлық күшінің үдеуінің өзгеретіні
туралы деректер белгілі болды.
• Бұл құбылысты Жерді мінсіз сфероид деп қарастыру арқылы
түсіндіру мүмкін болмады. Сондықтан Жердің сфероидтық
моделінен бас тартуға тура келді.
• Осылайша, Жердің жаңа моделі — айналу эллипсоиды пайда
болды. Яғни Жер өз осінен айналуына байланысты полюстері
жағынан сәл сығылған, ал экватор тұсында дөңестеу пішінге ие.

9. Красовский эллипсоиды

• 1940 жылы кеңестік астроном-геодезист Н. Ф.
Красовскийдің жетекшілігімен Жер эллипсоидының
негізгі элементтерінің өлшемдері анықталды.
• Экваторлық радиус (a) — 6 378 245 м.
• Полярлық радиус (b) — 6 356 863 м.
• Полярлық сығылу — 1 : 298,3.
• Экваторлық және полярлық радиустардың
айырмашылығы — 21 382 м, яғни шамамен 21,4 км.
• Айналу эллипсоидының жалпы беткі ауданы шамамен
510 млн км².
• 1946 жылдан бастап Н. Ф. Красовскийдің Жер
эллипсоиды КСРО-да және СЭВ (Өзара Экономикалық
Көмек Кеңесі) елдерінде геодезиялық және
картографиялық жұмыстар жүргізу үшін қабылданды.

10.

• Алайда Жердің пішіні айналу эллипсоиды
пішінімен толық сәйкес келуі үшін оның
құрамындағы заттардың тығыздығы дұрыс
және концентрлі түрде біркелкі таралуы
қажет болар еді. Бірақ бұл шарт Жерде
сақталмайды. Сондықтан Жердің нақты пішіні
айналу эллипсоиды емес.
• Осы себепті 1873 жылы неміс геодезисі Е.
Листинг Жердің пішінін Дүниежүзілік
мұхиттың тыныш кездегі деңгейлік бетімен
салыстыруды ұсынды. Бұл бетті материктердің
астымен ойша жалғастыру қажет.
• Жердің осындай пішіні геоид деп аталды.
«Геоид» сөзі «Жерге ұқсас» деген мағынаны
білдіреді.

11.

• Геоид — геометриялық фигура емес. Оның беткі пішіні Жердің
физикалық қасиеттеріне байланысты қалыптасады.
• Зерттеудің жаңа кезеңі жасанды Жер серіктері ұшырыла
бастаған кезде басталды. Ғарыштан Жердің пішінін егжейтегжейлі зерттеу нәтижесінде геоидтың ең жоғары және ең
төмен нүктелері анықталды.
• Геоидтың ең жоғары көтеріңкі аймақтары:
• Австралияның солтүстігіндегі Тынық мұхитында — +77 м;
• Гренландия маңындағы Атлант мұхитында — +66 м;
• Үнді мұхитының оңтүстік бөлігінде — +51 м.
• Геоидтың ең төменгі аймақтары:
• Шри-Ланка аралының маңында — −105 м;
• Орталық Азияда — −58 м;
• Атлант мұхитындағы Бермуд аралдары маңында — −52 м.
• Демек, геоидтың беті біркелкі емес, ол Жердің ішкі құрылысы
мен заттардың әркелкі таралуына байланысты әр аймақта
әртүрлі биіктікке ауытқиды

12. Жердің пішінінің географиялық маңызы

Жердің пішінін анықтаудың дәлдігінің артуы теориялық және практикалық тұрғыдан маңызды. Алайда
Жерге қатысты жалпы географиялық заңдылықтарды қарастыру үшін белгілі үш модельдің ішінен ең
қарапайымын — шарды қолдану жеткілікті.
Жердің шар тәрізді пішінімен байланысты маңызды географиялық құбылыс — Күн энергиясының
географиялық ендіктер бойынша біркелкі таралмауы.
Бұл тұжырымның дұрыстығын мынадай тәжірибе арқылы дәлелдеуге болады.
Аудандары бірдей үш пластинаны (a, b, c) әртүрлі бұрыштармен орналастырайық.
Суреттен Күннен келетін параллель сәулелердің пластиналарға әртүрлі бұрышпен түсетінін және
пластиналарға түсетін сәулелер санының да бірдей емес екенін көруге болады.
Сәулелердің түсу бұрышы неғұрлым үлкен болса, пластинаға соғұрлым көп сәуле түседі:
a>b>c
Әрбір Күн сәулесі белгілі бір мөлшердегі күн энергиясын алып келетіндіктен, Күн энергиясының
қарқындылығы сәулелердің түсу бұрышының синусына пропорционал болады:
I = I₀ sin α
Мұнда:
I — Жер бетіне түсетін күн энергиясының қарқындылығы;
I₀ — Күн сәулесінің бастапқы энергиясы;
α — Күн сәулелерінің түсу бұрышы.
Сондықтан Күн сәулелері Жер бетіне тікке жақын түскен сайын, белгілі бір аумаққа түсетін күн энергиясы
көбейеді. Ал сәулелер қиғаш түскен сайын, энергия үлкенірек аумаққа таралып, оның қарқындылығы
төмендейді.
Күн сәулелерінің түсу
бұрышына байланысты беттің
қызуы және олардың шар
тәрізді Жер бетінде таралуы

13.

• Нақты өлшенген Күн радиациясының мөлшері шығарылған
заңдылықты іс жүзінде бұзбайды. Жылудың ең көп мөлшері
тропиктік ендіктерге тиесілі — 7542–9218 МДж/м², немесе
180–200 ккал/см².
• Экваторда бұл көрсеткіш бұлттылықтың жоғары болуына
байланысты сәл төмен — 5866 МДж/м², немесе 140 ккал/см².
• Ал жоғары ендіктерде Күн жылуы 2514 МДж/м², немесе 60
ккал/см² дейін төмендейді.
• Сонымен қатар жылдық орташа жылудың полюстерге қарай
төмендеуінде мынадай ерекшелік байқалады:
• Экваторлық және тропиктік ендіктерде Күн энергиясының
мөлшері өте баяу азаяды.
• Қоңыржай және субполярлық ендіктерде Күн энергиясының
азаюы күрт күшейеді.
• Күн радиациясы экватордан полюстерге қарай біртіндеп
азаяды, бірақ бұл азаю барлық ендіктерде бірдей қарқынмен
жүрмейді.

14. Күн жылуының әр ендікке әркелкі түсуінің әсері

Күн жылуының әртүрлі географиялық ендіктерге біркелкі түспеуі атмосфера
мен Жердің су қабығындағы алмасу үдерістерінің ерекшеліктеріне әсер етеді.
Қазіргі кезде Дүниежүзілік мұхиттағы желдің әсерінен пайда болатын жалпы
айналымға қосымша «Күн қозғайтын» циркуляция да әсер ететіні белгілі. Ол
термохалиндік циркуляция деп аталады.
«Термо» — ағыстың температурамен байланысын көрсетеді.
«Халин» — судың тұздылығымен байланысын білдіреді.
Энергиясы тікелей Күн радиациясына байланысты болатын термохалиндік
ағыстар жел әсерінен пайда болатын ағыстарға қарағанда әлсіздеу.
Олардың жылдамдығы, әдетте, 10 см/с-тан аспайды.
Ал дрейфтік ағыстар, мысалы, Бразилия, Сомали, Шығыс Аустралия
ағыстары және т.б., 25–50 см/с жылдамдықпен қозғалады. Кейбір жерлерде
олардың жылдамдығы бұдан 2–3 есе жоғары болуы мүмкін.
Қорытынды: Күн жылуының Жер бетіне әркелкі таралуы мұхит суларының
қозғалысына және атмосфера мен гидросферадағы жалпы циркуляциялық
үдерістерге әсер етеді.

15. Мұхит суларының термохалиндік тасымалының пайда болуы

Мұхит суларының термохалиндік тасымалының пайда
болуы
Термохалиндік мұхит суларының тасымалының пайда болуын жоғары ендіктерде теңіз
мұзының қалыптасуымен байланыстырады. Мұздың түзілуі судың салқындауына және оның
тығыздығының артуына әкеледі.
Бұл үдеріс бірнеше өзара байланысты кезеңдерден тұрады:
Жоғары ендіктерге жылы әрі тұзды су келеді.
Екі жарты шардың полярлық аймақтарына тропиктерден беткі ағыстар арқылы жылы және
тұзды су жетеді.
Су салқындайды.
Полярлық аймақтарда су қату температурасына дейін суиды және теңіз мұзы қалыптаса
бастайды.
Судың тұздылығы артады.
Мұз түзілген кезде бөлінетін тұздардың едәуір бөлігі қатпай қалған суда қалады. Соның
нәтижесінде судың тұздылығы мен тығыздығы артады.
Су төмен қарай шөгеді.
Суық әрі тығыз мұзасты сулары біртіндеп мұхит түбіне қарай түсіп, тропиктер бағытына қарай
кері ағыстың басталуына себеп болады.
Терең сулар қайтадан бетке көтеріледі.
Экваторлық апвеллинг аймағына жақындағанда тереңдегі антарктикалық немесе солтүстік
арктикалық сулар қайтадан жер бетіне көтеріледі. Осыдан кейін су жоғары ендіктерге қарай
қозғалып, айналым үдерісі қайталанады.
Қорытынды
Осылайша, Жердің шар тәрізді пішіні мен оған параллель түсетін Күн сәулелері
географиялық қабықтағы жылудың әркелкі таралуына себеп болады. Бұл өз кезегінде
атмосфера мен мұхиттағы циркуляциялық үдерістердің қалыптасуына әсер етеді және
географиялық қабықтағы үдерістердің, табиғат компоненттерінің және ландшафттардың
зоналылығының негізгі себептерінің бірі болып табылады.

16. Жер өлшемдерінің басқа географиялық салдары

• Жердің өлшемдерімен байланысты басқа да маңызды
географиялық салдарлар бар.
• Планетаның заттарының орташа тығыздығы, оның
бетінің ауданы және көлемі ақырында Жер шарының
массасын анықтайды. Жердің массасы шамамен 5,975 ×
10²¹ тонна.
• Өз кезегінде, Жердің массасы оның тартылыс күшін
қалыптастырады. Осы тартылыс күші:
• атмосфералық ауаның ғарыш кеңістігіне тарап кетуіне
(диссипацияға) жол бермейді;
• Жер атмосферасының сақталуын қамтамасыз етеді;
• атмосфераның газдық құрамына әсер етеді.
• Жердің үлкен массасы мен тартылыс күші атмосфераны
Жер маңында ұстап тұруда маңызды рөл атқарады.

17. Жердің жылдық қозғалысы мен тәуліктік айналуының географиялық салдары.

• Жер планетамыз Күнді эллипстік орбита бойымен шамамен 30
км/с өте жоғары жылдамдықпен айналып қозғалады.
• Күннен ең қашық орналасқан нүкте — афелийде Жер мен
Күннің арақашықтығы 152,1 млн км болады. Бұл жағдай 5
шілдеге сәйкес келеді. Ал жарты жылдан кейін, перигелийде,
Жер мен Күннің арақашықтығы 5,1 млн км-ге азаяды.
• Жер Күнді толық бір рет бір жыл ішінде айналып шығады.
Оның ұзақтығы 365 тәулік 6 сағат 9 минут 9 секундқа тең.
Сондықтан азаматтық күнтізбені қолдануға ыңғайлы болу үшін
қатарынан үш жыл 365 тәуліктен есептеледі, ал төртінші жылға,
яғни кібісе жылына, 1 тәулік қосылады.
• Жердің афелийден және перигелийден өтуі сәйкесінше жазғы
және қысқы кезеңдерге келеді. Демек, Солтүстік жарты шарда
Жердің орбиталық қозғалыс жылдамдығы қысқы
жартыжылдықта жоғары, ал жазғы жартыжылдықта төмен
болады.
• Сондықтан Солтүстік жарты шарда қысқы жартыжылдық 179
тәулік, ал жазғы жартыжылдық 186 тәулік болады.