Модуль 1. Неживая природа (стр. 1 )

МОДУЛЬ 1. НЕЖИВАЯ ПРИРОДА

1.  1. Земля во Вселенной

Современные представления о формировании Земли как планеты. Солнечное излучение. Процессы, протекающие на Солнце, солнечная активность и ее влияние на географическую оболочку. Планеты земной группы – общие закономерности в их строении и развитии. Условия возникновения жизни в Солнечной системе.

Вселенная состоит из множества космических тел, которые благодаря притяжению образуют системы различной сложности: планеты со спутниками – Солнечная система – наша звездная система Галактика (более 100 млрд. звезд) – Метагалактика (несколько миллиардов галактик) – Вселенная.

Звезды – самосветящиеся тела, в которых содержится около 98 % космического вещества. Еще в древности небо было разделено на участки, получившие название «созвездия».

В состав Солнечной системы входят Солнце, 9 больших планет, более 60 спутников планет, малые планеты – астероиды, кометы, метеоры и метеорные потоки, космическая пыль.

Солнце – центр нашей планетной системы, источник тепла и света, источник жизни на Земле. Солнце – желтая звезда средней величины.

Планеты: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, Плутон.

Луна – природный спутник Земли. Луна, являясь ближайшим к Земле и большим по массе космическим телом, оказывает на нее наибольшее гравитационное воздействие, вызывая приливы и отливы во всех оболочках Земли: гидросфере, литосфере, атмосфере, биосфере.

Фигура и размеры Земли. Эволюция представлений о фигуре Земли: шар, эллипсоид, геоид. Географическое значение фигуры и размеров Земли.

Общие представления о внутреннем строении Земли. Процессы, протекающие в недрах Земли. Географические следствия.

Географические полюса. Градусная сеть – система меридианов и параллелей. Географические полюса – Северный и Южный – точки пересечения воображаемой оси вращения Земли с земной поверхностью. Земная ось. Экватор – линия пересечения земного шара плоскостью, проходящей через центр Земли перпендикулярно оси ее вращения. Экватор делит земной шар на два полушария: северное и южное. Параллели – линии пересечения земного эллипсоида плоскостями, параллельными плоскости экватора. Меридианы – линии пересечения земного эллипсоида плоскостями, проходящими через ось вращения Земли и соответственно через оба ее полюса.

Географическая широта – угол между плоскостью экватора и отвесной линией в данной точке. Северная и южная широта. Географическая долгота – двугранный угол, образованный плоскостью начального меридиана и плоскостью меридиана, проходящего через данную точку.

Вращение Земли вокруг оси. Земля вращается вокруг оси с запада на восток. Опыт с качающимся маятником Фуко – доказательство вращения Земли вокруг своей оси. С вращением Земли связана естественная единица измерения времени – сутки, а также смена дня и ночи. Звездные сутки – промежуток времени между двумя последовательными верхними кульминациями звезды через меридиан точки наблюдения. За звездные сутки Земля совершает полный оборот вокруг своей оси. Они равны 23 ч 56 мин 4с. Истинные солнечные сутки – промежуток времени между двумя последовательными верхними кульминациями центра Солнца через меридиан точки наблюдения. Продолжительность их меняется в течение года, прежде всего за счет неравномерного движения Земли по эллиптической орбите. В практике используют средние солнечные сутки, их измеряют по так называемому среднему Солнцу – воображаемой точке, равномерно перемещающейся по эклиптике и совершающей полный оборот за год, как и истинное Солнце. Средние солнечные сутки равны 24 часам.

Земля, как и другие планеты, движется вокруг Солнца. Доказательства орбитального движения Земли. Орбита Земли – эллипс, близкий к окружности. Наклон земной оси к плоскости орбиты и сохранение ее ориентировки в пространстве обусловливают различный угол падения солнечных лучей и соответственно различия в поступлении тепла на земную поверхность, а также неодинаковую продолжительность дня и ночи в течение года на всех широтах, кроме экватора.

Важнейшие следствия обращения Земли вокруг Солнца – смена времен года, неравенство дня и ночи. 22 июня – день летнего солнцестояния, 22 декабря – день зимнего солнцестояния, 21 марта – день весеннего равноденствия, 23 сентября – день осеннего равноденствия.

В результате годового движения Земли и наклона оси ее вращения к плоскости орбиты на Земле образовались пять поясов освещения, ограниченные тропиками и полярными кругами. Они отличаются полуденным стоянием Солнца над горизонтом, продолжительностью дня и, соответственно, тепловыми условиями. Жаркий пояс, умеренные пояса, холодные пояса. Пояса освещения – основа климатической зональности.

Календарь – это система измерения больших промежутков времени, основанная на периодических явлениях окружающего мира.

Солнечный календарь основан на видимом годичном движении Солнца в течение так называемого тропического года – промежутка времени между двумя последовательными прохождениями Солнца через точку весеннего равноденствия. Два солнечных календаря: юлианский (старый стиль) и григорианский (новый стиль).

Карта – уменьшенное, обобщенное изображение поверхности Земли и относящихся к ней объектов и явлений на плоскости, построенное по определенному математическому закону в системе условных обозначений. Карты отображают размещение на земной поверхности явлений природы и общества, их свойства и взаимосвязи, они позволяют одновременно обозревать сколь угодно обширные пространства. Масштаб карт обширных территорий различен в разных частях карты.

План – условно-знаковый чертеж небольшого участка местности в крупном масштабе (1: 5000 и крупнее), построенный без учета кривизны земной поверхности. Масштаб плана постоянен во всех точках.

Различия плана и карты:

1.  На плане изображаются небольшие участки земной поверхности, на картах – гораздо большие территории и в более мелких, чем план, масштабах.

2.  На план наносят все объекты и детали местности, на карты отбирают наиболее существенные объекты в зависимости от содержания и назначения карты.

3.  При вычерчивании плана кривизна земной поверхности не учитывается, при построении карт учитывается обязательно.

4.  На планах, в отличие от карт, нет градусной сетки.

5.  На планах направление на север показывают стрелкой с обозначением «север – юг». На картах направление «север – юг» определяют меридианы, а «запад – восток» – параллели.

Ориентирование на местности. Горизонт – часть земной поверхности, наблюдаемая на открытой местности. Линия горизонта – граница видимого пространства, где нам кажется, что небо сходится с землей. Основные стороны горизонта – север, восток, юг и запад. Промежуточные стороны горизонта. Ориентирование по Солнцу. В полдень, когда Солнце находится в южной стороне небосвода (для жителей нашей страны это справедливо всегда), тень от предметов (она при этом самая короткая) падает строго на север. Ориентирование по компасу. Ориентирование по карте, по плану.

Азимут – угол, который отсчитывают от северного конца меридиана по часовой стрелке до направления на предмет линия горизонта, стороны горизонта.

1.2. Литосфера

Три главных слоя в строении земного шара: земная кора, мантия и ядро. Земная кора в масштабе Земли – это тонкая пленка толщиной в среднем около 35 км. Мантия простирается до глубины 2900 км. Внутри мантии на глубинах 100–250 км под континентами и 50–400 км под океанами находится слой повышенной пластичности вещества – астеносфера. Астеносфера – основной источник поступления на поверхность Земли магмы. Земную кору вместе с твердым слоем мантии над астеносферой называют литосферой. Литосфера – относительно хрупкая оболочка. Она разбита глубинными разломами на крупные блоки – литосферные плиты. Ядро находится на глубине 2900 – 6370 км.

Минералами называют химические соединения, образовавшиеся в земной коре в результате природных процессов и обладающие определенным химическим составом и физическими свойствами. Минералы обладают определенными свойствами, среди которых наиболее важными являются: удельный вес, твердость, цвет, блеск, прозрачность, спайность.

Горные породы – закономерные природные сочетания минералов. По происхождению горные породы подразделяют на три группы: магматические, осадочные и метаморфические. Магматические и метаморфические породы составляют более 90% массы земной коры, 10 % приходится на долю осадочных пород. Вместе с тем осадочные породы покрывают 75 % площади земной поверхности.

Рельеф земной поверхности. Рельеф – совокупность неровностей земной поверхности разного размера. Их называют формами рельефа. Рельеф сформировался в результате взаимодействия внутренних (эндогенных) и внешних (экзогенных) процессов. Главные факторы рельефообразования: внутренняя энергия Земли, сила тяжести, солнечная энергия, космические воздействия.

Планетарные формы рельефа занимают площади величиной в миллионы квадратных километров. К ним относятся материки (в географическом смысле), ложе Океана, срединно-океанические хребты и переходные зоны от материков к ложу Океана. Планетарные и крупные формы рельефа образовались за счет внутренних сил Земли. Источником внутренних процессов служит энергия, образующаяся в недрах Земли за счет гравитационной дифференциации веществ и радиоактивного распада.

Разогрев и последующее охлаждение вещества в недрах Земли неизбежно сопровождается изменением его объема и возникающим в связи с этим напряжением. Это приводит к перемещениям земной коры и литосферы в целом. Вертикальные и горизонтальные, обратимые и необратимые, быстрые и медленные тектонические движения.

Своеобразный рельеф создает эффузивный магматизм (вулканизм). Площадные, линейные и центральные извержения. Гейзеры.

К эндогенным процессам относятся также землетрясения – внезапные подземные удары, сотрясения и смещения пластов и блоков земной коры по вертикали и горизонтали. Очаги землетрясений приурочены к зонам разломов.

На рельеф земной поверхности оказывают влияние и различные внешние процессы. Роль экзогенных процессов в рельефообразовании огромна и соизмерима с ролью эндогенных процессов. Сложный рельеф Земли – это всегда результат совместных действий внутренних и внешних процессов. Деятельность любого внешнего фактора складывается из процессов денудации (разрушения и сноса) и аккумуляции (отложения материала в понижениях). Главная движущая сила денудации – это сила тяжести, т. е. гравитационная сила.

Выветривание – совокупность процессов физического разрушения и химического преобразования горных пород и минералов на земной поверхности. Физическое выветривание – механическое измельчение горных пород и минералов под влиянием резкого колебания температур. Химическое выветривание сопровождается изменением химического состава горных пород под влиянием щелочей, кислот, газов, содержащихся в воде и воздухе.

Многообразие экзогенных рельефообразующих процессов и возникающих в результате их денудационных и аккумулятивных форм рельефа можно объединить в следующие основные типы рельефа.

ü  Деятельность поверхностных текучих вод – флювиальный рельеф.

ü  Деятельность подземных вод – карстовый, суффозионный и оползневый рельеф.

ü  Деятельность ледников и ледниковых вод – ледниковый и водно-ледниковый рельеф.

ü  Изменения под влиянием различных процессов в многолетнемерзлотных породах – мерзлотный рельеф.

ü  Деятельность ветра – эоловый рельеф.

ü  Деятельность береговых морских процессов – рельеф морских берегов.

ü  Деятельность живых организмов – биогенный рельеф.

ü  Деятельность человека – антропогенный рельеф.

Основные формы рельефа Земли – горы и равнины. Горы (горные страны) – это обширные, высоко приподнятые над окружающей местностью, сильно и глубоко рассеченные участки земной коры со складчатой или складчато-глыбовой структурой. Горные страны состоят из отдельных горных хребтов и разделяющих их межгорных долин и котловин.

По абсолютной высоте принято деление гор на три группы: низкие — до 1000 м (Средний Урал и др.), средневысотные— 1000– 3000 м (Карпаты и др.), высокие— более 3000 м (Тянь-Шань и др.).

По происхождению различают горы вулканические и тектонические. На суше наиболее распространены тектоничес­кие горы, образование которых связано с деформациями плас­тов земной коры при поднятии территории. По тектонической структуре (по строению) их делят на два основных типа: складчатые и сбросовые (глыбовые).

Складчатые горы представляют собой толщи горных по­род, смятые в складки различной величины и крутизны и поднятые на разную высоту. Складчатые горы — молодые, они образовались геологически недавно — во время альпийской складчатости. На месте древних платформ и байкальских складчатых структур возникли глыбовые горы. Эти горы возродились заново за счет поднятия блоков на различную высоту, их называют возрожденными.

Равнины – обширные участки земной поверхности с малыми (до 200 м) колебаниями высот и незначительными уклонами.

Типы равнин по форме поверхности: плоские и холмистые. Типы равнин по высоте: низменные, возвышенные и высокие.

1.3. Атмосфера, погода и климат

Атмосфера – воздушная оболочка Земли, связанная с ней силой тяжести и принимающая участие во вращении планеты.

Атмосферный воздух — смесь газов, в котором во взвешенном состоянии находятся жидкие и твердые частицы. В сухом чистом воздухе у земной поверхности содержится по объему 78 % азота, 21 % кислорода, 0,93 % аргона, а также диоксид углерода (углекислый газ), озон и другие газы. Каждый газ воздуха выполняет в географической оболочке определенные функции. Свободному кислороду принадлежит огромная роль в жизни, без него невозможно дыхание, горение. Азот входит в состав белков и нуклеиновых кислот, его соединения обеспечивают минеральное питание растений. Диоксид углерода — своеобразный утеплитель Земли, поскольку он в основном пропускает коротковолновую солнечную радиацию, но задерживает тепловое излучение земной поверхности, обусловливая так называемый парниковый эффект.

Озон — своеобразный фильтр атмосферы, ибо он поглощает значительную долю ультрафиолетовой радиации, которая губительно действует на живые организмы.

Важной составной частью воздуха является невидимый газ — водяной пар. Состав атмосферы не всегда был таким, как сейчас.

По характеру изменения температуры в вертикальном направлении и другим физическим свойствам атмосферу делят на пять концентрических оболочек: тропосферу, стратосферу, мезосферу, термосферу и экзосферу. Тропосфера простирается от земной поверхности до высоты 16—18 км в экваториально-тропических широтах и до 8 – 9 км над полюсами. В ней заключено почти 80 % воздуха атмосферы. Стратосфера простирается от тропопаузы до 50—55 км. Здесь сосредоточено около 20% воздуха, в котором много озона. Мезосфера простирается от стратопаузы до 80 км. В целом в трех нижних слоях заключено 99,5 % всей массы атмосферы. Термосфера – слой от мезопаузы до 800 км. Экзосфера — внешний (выше 800 км) крайне разреженный слой атмосферы с температурой около 2000° С.

Атмосфера защищает органический мир Земли от пагубного воздействия ультрафиолетовой солнечной радиации, корпускулярных потоков, космических лучей различного происхождения. Между атмосферой и земной поверхностью происходит непрерывный обмен теплом и влагой. Атмосфера в своем развитии тесно связана и с литосферой.

Солнце является источником корпускулярного и электромагнитного излучений. Корпускулярное излучение не проникает в атмосферу ниже 90 км. Электромагнитная солнечная радиация достигает земной поверхности. Она составляет одну двухмиллиардную долю от всей энергии Солнца и проходит путь от Солнца до Земли за 8,3 мин. Солнечная радиация – источник энергии всех процессов, совершающихся в атмосфере и многих — на земной поверхности. Поскольку почти половина солнечной радиации представляет собой видимый свет, Солнце служит не только источником тепла, но и света — тоже необходимого условия для жизни на Земле. Радиацию, приходящую к Земле непосредственно от солнечного диска, называют прямой солнечной радиацией. За единицу измерения интенсивности прямой радиации принято количество энергии, которые получает 1 см2 поверхности в минуту при перпендикулярном падении солнечных лучей. На верхней границе атмосферы она составляет 8,3 Дж/см2 мин, или 1,98 кал/см2 мин. Эта величина называется солнечной постоянной.

В атмосфере поглощается около 23 % и рассеивается 32 % прямой солнечной радиации, причем 26 % рассеянной радиации приходит затем к земной поверхности, а 6 % уходит в Космос.

Земная поверхность, нёпосредственно нагреваемая солнечными лучами и отдающая тепло нижележащим слоям и воздуху, называется деятельной поверхностью. Температура деятельной поверхности зависит главным образом от величины солнечной радиации, определяемой географической широтой и временем года. На нагревание почвы большое влияние оказывают цвет, определяющий отражательную способность поверхности, и влажность, от которой зависит затрата тепла на испарение. Нагревание и охлаждение почво-грунтов на глубине определяется их теплопроводностью (зависимость прямая) и теплоемкостью (зависимость обратная). Нагревание и охлаждение водоемов протекают иначе, чем почво-грунтов: вода медленнее нагревается и медленнее охлаждается.

Термический режим деятельной поверхности, благодаря теплообмену с нижними слоями воздуха, определяет тепловой режим тропосферы. Температура воздуха является важнейшим показателем климата.

Суточным ходом температуры воздуха называется непрерывное изменение его температуры в течение суток. Годовой ход температуры воздуха – изменение среднемесячных температур в течение года.

Вода, входящая в состав воздуха, находится в нем в газообразном, жидком и твердом состоянии. Она попадает в воздух в результате испарения с поверхности водоемов и суши, а также вследствие транспирации (испарения растениями). Испарение – фактическое количество испаряющейся воды в отличие от испаряемости – максимально возможного испарения, не ограниченного запасами влаги.

При конденсации или сублимации влаги на земной поверхности образуются наземные гидрометеоры: роса, иней, изморозь, гололед. Роса образуется в теплое время года при конденсации на поверхности водяного пара в виде капель. Иней появляется весной и осенью во время заморозков при сублимации водяного пара в виде кристаллов. Изморозь — белые, рыхлые кристаллы, похожие на бахрому, возникающие зимой на деревьях, проводах, углах домов и др. Образуется во время тумана, когда влага в воздухе находится в переохлажденном капельно-жидком состоянии. Гололед – ледяная корка на земле, деревьях и других предметах, образующаяся при выпадении переохлажденного дождя и намерзании капель на холодных поверхностях.

Туман — взвешенные в воздухе капли воды и (или) кристаллы льда, понижающие горизонтальную видимость до 1 км. По условиями образования различают: туманы охлаждения (радиационные и адвективные), туманы испарения и городские. Радиационные туманы образуются в результате радиационного охлаждения подстилающей поверхности, а от неё и воздуха. Их возникновению способствуют те же условия, которые вызывают росу и иней. Адвективные туманы (туманы перемещения) образуются при движении теплого воздуха над холодной поверхностью. Туманы испарения возникают в тех случаях, когда температура поверхности воды выше температуры воздуха. Городские туманы свойственны крупным городам, где в воздухе большое количество отходов промышленного производства, служащих ядрами конденсации.

Облака – видимое скопление капель воды и кристаллов льда на некоторой высоте в атмосфере (тропосфере). По физическому составу облака могут быть водяные (капельные), ледяные (кристаллические) и смешанные, состоящие из переохлажденных капель и кристаллов.

Атмосферные осадки – капли и кристаллы, выпадающие из облаков на земную поверхность. К жидким относятся дождь и морось. Твердые осадки — это снег, крупа (ледяная и снежная), ледяной дождь, град. К смешанным осадкам относится мокрый снег (снег с дождем). Для выпадения осадков из облаков капли и кристаллы должны укрупниться либо путем конденсационного роста, т. е. испарения влаги с одних, обычно более мелких капель, и осаждения их на другие (основной путь), либо путем коагуляционного роста в результате соударений. По характеру выпадения различают три типа осадков: ливневые, обложные и моросящие.

Ливневые осадки выпадают из кучево-дождевых облаков. Они внезапны, интенсивны, локальны, непродолжительны и потому не всегда обильны. Обложные осадки умеренной интенсивности, довольно равномерны, длительны и захватывают большие площади. Моросящие осадки выпадают в основном из слоистых облаков и не обильны.

Воздух, окружающий Землю, имеет значительную массу и поэтому оказывает давление на земную поверхность. Нормальным атмосферным давлением называется давление столба ртути высотой 760 мм сечением в 1 см2 при температуре 0°С на уровне моря на широте 45°. Для измерения давления используют ртутный чашечный барометр на стационарах и барометр-анероид в полевых условиях. Давление атмосферы непрерывно изменяется по вертикали и в горизонтальном направлении. По мере увеличения высоты места давление понижается, т. к. уменьшаются столб воздуха и его плотность.

Неравномерное распределение давления у земной поверхности вызывает перемещение воздуха. Движение воздуха в горизонтальном направлении называют ветром. Ветер всегда дует из области повышенного давления в область пониженного давления. Как всякое движение, ветер имеет две характеристики: скорость и направление. Скорость ветра выражается в метрах в секунду. Направление ветра определяют по той стороне горизонта, откуда дует ветер.

Общая циркуляция атмосферы – это совокупность воздушных течений планетарного масштаба или сравнимых по размерам с материками и океанами, захватывающие всю тропосферу и нижнюю стратосферу и характеризующиеся относительным постоянством. В нижней тропосфере это основные зональные воздушные течения: восточные ветры – пассаты в низких экваториально-тропических широтах; западные ветры умеренных широт и восточные ветры приполярных широт. Помимо зональных переносов, в нижней тропосфере развиты также муссоны, где преобладающее направление ветров ближе к меридиональному, чем к зональному. Пассаты – ветры внутренних экваториальных периферий, дующие преимущественно от тропиков к экватору. Муссоны – устойчивые ветры с резким изменением преобладающего направления зимой и летом на противоположное. Местными ветрами называют ветры, имеющие локальное распространение, возникающие в связи с географическими особенностями региона: наличием больших водоемов и др. Это бризы, фен, бора и др.

Бризы – ветры по берегам морей, крупных озер и рек, дважды в сутки меняющие направление на противоположное. Фен – теплый, сухой, порывистый ветер, дующий с гор в долины или предгорья. Бора – сильный холодный порывистый воздух, дующий с низких гор в сторону относительно теплого моря.

Погода — физическое состояние атмосферы в данное время над определенной территорией. Элементы погоды — температура воздуха, влажность, облачность, осадки, атмосферное давление, ветер. Атмосферные явления — гроза, туман, метель, пыльная буря и др. Погода — это сочетание, своеобразный ансамбль всех её элементов, которые взаимозависимы и закономерно меняются во времени и в пространстве. Погода представляет собой внешнее проявление процессов, происходящих в атмосфере.

Характерные свойства погоды — изменчивость и многообразие. Изменения погоды могут быть периодическими и непериодическими.

По происхождению выделяют две большие группы погод: фронтальные, обусловленные взаимодействием воздушных масс с разными физическими свойствами, и внутримассовые, связанные с нагреванием или охлаждением воздуха от земной поверхности.

Теплый фронт образуется при наступлении теплого воздуха на холодный и характерен для передней части циклона. Холодный фронт образуется при наступлении холодного воздуха на теплый.

Климат — многолетний режим погоды, типичный в данном месте. В отличие от погоды, он обладает устойчивостью, постоянством, хотя ежегодно бывают отклонения в температуре, количестве и режиме осадков и др.

Климатообразующие факторы. Энергетической основой климатообразующих процессов служит приток на Землю солнечной радиации, количество которой определяется углом падения солнечных лучей, зависящим от широты места. Это главнейший климатообразующий фактор.

Большое влияние на формирование климата оказывает также атмосферная циркуляция — закономерное перемещение воздушных масс, в процессе которого осуществляется перенос тепла (теплооборот) и влаги (влагооборот) как между широтами, так и между материками и океанами.

На климат материков оказывает влияние абсолютная высота местности. Большое влияние на климат оказывают морские течения.

Климат, как и все метеорологические элементы, зонален. На Земле выделяют тринадцать климатических поясов. Главный признак пояса — господство тех или иных типов воздушных масс, свойства которых — непосредственный результат совместного действия радиационных, циркуляционных и иных факторов.

В основных поясах формирование климата весь год проходит под преобладающим воздействием воздушных масс одного типа: экваториальный, два тропических, два умеренных, два полярных (арктический и антарктический). Располагающиеся между ними переходные пояса характеризуются сезонной сменой преобладающих воздушных масс. Это два субэкваториальных пояса, два субтропических, субарктический и субантарктический. Климатические пояса — самые крупные зональные подразделения земной поверхности по климатическим условиям. Внутри них выделены климатические области (две или четыре) с климатами разных типов.

1.4. Гидросфера

Гидросфера – водная оболочка земного шара, включающая всю химически не связанную воду – жидкую, твердую и газообразную.

Физические и химические свойства пресной воды и их роль в географической оболочке. Теплоемкость, теплопроводность, плотность воды, увеличение объема при замерзании, подвижность, термическая устойчивость воды, поверхностное натяжение.

Под круговоротом воды на поверхности Земли понимают непрерывный замкнутый процесс перемещения воды, охватывающий гидросферу, атмосферу, литосферу и биосферу, совершающийся под действием солнечной энергии и силы тяжести.

Мировой океан — единая непрерывная водная оболочка Земли, окружающая материки и острова. Единый Мировой океан подразделяется на отдельные океаны. Море — более или менее обособленная островами, полуостровами и подводными возвышенностями часть океана. Залив – часть океана, довольно глубоко вдающаяся в сушу. Пролив – относительно узкая часть океана или моря, разделяющая два участка суши и соединяющая два смежных водоема.

Подземные воды — это воды, находящиеся в горных породах верхней части земной коры в жидком, твердом и парообразном состоянии. Они образуются главным образом за счет просачивания вглубь атмосферных осадков: дождя, талых снеговых и ледниковых вод.

Почвенные воды — гравитационная и капиллярная — необходимы для нормальной жизнедеятельности растений. Грунтовые воды — воды первого от поверхности постоянного водоносного горизонта на первом водоупорном слое.

Река — естественный постоянный водный поток, текущий в выработанном им углублении — русле. Каждая река имеет исток — место, где река берет свое начало, устье — место, где река впадает в другую реку, озеро или море. Гидрологический режим рек характеризуется совокупным изменением во времени уровней и объемов воды в реке.

Озеро — водоем с замедленным водообменом в природном углублении на поверхности суши. Это углубление называется озерной котловиной.

Основные морфометрические характеристики озера: площадь озера— площадь зеркала воды; длина береговой линии, длина озера — кратчайшее расстояние между двумя наиболее удаленными друг от друга точками береговой линии, средняя ширина — отношение площади к длине; объем озера — объем котловины, заполненной водой; средняя глубина — отношение объема водной массы к площади, максимальная глубина находится непосредственными измерениями; изобаты — линии одинаковых глубин.

Озерные котловины могут быть как эндогенного, так и экзогенного происхождения, что самым существенным образом отражается на их размерах, форме, водном режиме.

Болота – избыточно увлажненные участки суши с влаголюбивой растительностью со слоем торфа более 0,3 м, в результате чего основная масса корней не достигает подстилающего его минерального грунта.

По характеру преобладающего водно-минерального питания и, соответственно, по составу растительности болота подразделяются на два основных экологических типа: верховые и низинные.

Верховые болота питаются атмосферными осадками, бедными минеральными солями, и обычно располагаются на водоразделах. Низинные болота располагаются в понижениях рельефа: на поймах рек, в балках и т. д.

МОДУЛЬ 2. БАКТЕРИИ, ГРИБЫ, РАСТЕНИЯ

2.1. Живая природа. Свойства живого. Уровни организации живой природы

Феномен жизни. Живые организмы существенно отличаются от неживых систем. Эти отличия придают жизни качественно новые свойства. Сущность понятия «жизнь» можно определить следующим образом: Существующие на Земле живые тела представляют собой открытые саморегулирующиеся и самовоспроизводящиеся системы, построенные из биополимеров – белков и нуклеиновых кислот. Живым организмам присущи определенные свойства.

Единство химического состава. В состав живых организмов входят те же химические элементы, что и в объекты неживой природы. Однако соотношение элементов в живом и неживом неодинаково. В живых организмах 98 % химического состава приходится на четыре элемента: углерод, кислород, азот и водород.

Обмен веществ. Анаболизм и катаболизм. Все живые организмы способны к обмену веществ с окружающей средой. Способы питания: автотрофное и гетеротрофное. Автотрофное – фотосинтезирующие и хемосинтезирующие организмы. Гетеротрофное – сапрофиты, паразиты, голозойные организмы.

Дыхание и брожение – два способа получения энергии. Химизм дыхания и брожения. Энергетический выход. Брожение – самый древний способ получения энергии. Организмы аэробные и анаэробные.

Самовоспроизведение (репродукция) и наследственность. При размножении живых организмов потомство обычно похоже на родителей. В основе самовоспроизведения лежит образование новых молекул и структур на основе информации, заложенной в ДНК. Строение ДНК. Способность ДНК к репликации. Изменчивость, развитие и рост. Под изменчивостью понимают способность организмов приобретать новые признаки и свойства на основе изменения молекул ДНК. Развитие - необратимое направленное закономерное изменение объектов живой природы (онтогенез).

Уровни организации жизни

Мир живой природы представляет собой совокупность биологических систем разного уровня организации и различной соподчиненности. Обычно выделяют несколько уровней организации живой материи.

Молекулярный уровень. Различие живых и неживых систем проявляется уже на молекулярном уровне. На уровне функционирования биологических макромолекул (нуклеиновых кислот, белков, полисахаридов), а также других важных органических веществ начинаются важнейшие процессы жизнедеятельности организма – обмен веществ и превращение энергии, передача наследственной информации и др. 

Клеточный уровень. Клетка - структурная и функциональная единица.

Организменный уровень. Многоклеточный организм представляет собой целостную систему.

Популяционно-видовой уровень. Популяция как система надорганизменного порядка.

Биогеоценотически-биосферный уровень. Биогеоценоз – совокупность организмов разных видов и различной сложности организации со всеми факторами среды обитания.

Законы эволюции живого мира

Положение групп в системе органического мира может определяться по-разному. Это зависит от того, какие признаки положены в основу классификации. Так, например, если в основу деления положить способ питания, то все организмы делятся на две группы: к первой относятся растения и некоторые бактерии, способные к фотосинтезу и хемосинтезу (автотрофы), ко второй - животные и большинство бактерий (гетеротрофы). Если классифицировать по признаку наличия клеточной стенки, то в одну группу попадают бактерии, грибы и растения, а в другую - животные. Появление новых научных фактов приводит к пересмотру системы органического мира.

В настоящее время мало у кого вызывает возражение деление органического мира на прокариотов и эукариотов. Прокариоты отличаются от всех остальных живых существ отсутствием оформленного ядра – ДНК лежит в их клетке свободно; у них нет митохондрий и других органелл; клеточная стенка включает особое вещество – муреин, которое не было обнаружено ни у одной другой группы организмов. К прокариотам относится царство дробянки, включающее бактерии и синезеленые водоросли (цианобактерии).

У всех остальных организмов, как одноклеточных, так и многоклеточных, имеется настоящее ядро, окруженное ядерной мембраной и тем самым отграниченное от цитоплазмы. Такие организмы называют эукариотами. К ним относят три царства - животные, растения и грибы (хотя в некоторых учебниках, учебных пособиях и в научно-популярной литературе грибы все еще по традиции считают растениями, целый ряд признаков обусловливает выделение их в отдельное царство).

Некоторыми современными авторами выделяется еще пятое царство, которое они, вслед за Э. Геккелем, называют протистами и в которое включают низшие эукариотные организмы - простейшие животные, водоросли и примитивные низшие грибы.

Мы придерживаемся классификации живых, согласно которой органический мир состоит из четырех царств: дробянки, грибы, растения, животные.

Основной структурной единицей всех организмов является клетка. И только вирусы – особая группа организмов, не имеющих клеточного строения.

2.2. Бактерии

Бактерии относятся к прокариотам. Это самые маленькие, простые по строению и наиболее распространенные на Земле организмы. Диаметр бактериальной клетки в среднем составляет 1 мкм, поэтому их можно увидеть только в микроскоп. Чаще всего бактерии живут как одноклеточные организмы, хотя некоторые виды бактерий могут образовывать нити или скопления из нескольких клеток.

По форме бактерии можно отнести к четырем основным типам: кокки (сферические), бациллы (палочковидные), спириллы (спиралевидные) и вибрионы (короткие палочки, всегда изогнутые в виде запятой).

Среди структур бактериальной клетки можно выделить:

·  основные структуры – клеточную стенку, цитоплазматическую мембрану, цитоплазму с различными цитоплазматическими включениями и нуклеоид;

·  временные структуры, которые клетка несет лишь на определенных этапах жизненного цикла, – капсулу, жгутики, у некоторых представителей бактерий – эндоспоры.

В центральной части клетки локализовано ядерное вещество – ДНК. У бактерий нет такого ядра, как эукариотов, а есть его аналог – нуклеоид, который является эволюционно более примитивной формой организации ядерного вещества. На основании этого признака все бактерии и относят к прокариотам. Нуклеоид бактерий не обладает мембраной и представляет собой одну кольцевую молекулу ДНК.