Система географических наук (стр. 3 )

Фотосинтез сыграл огромную роль в развитии органического мира и эволюции биосферы. Первые живые организмы развивались в воде, которая защищала их от губительного воздействия ультрафиолетовых лучей. Кислород, выделявшийся в процессе фотосинтеза, в верхних слоях атмосферы под действием ультрафиолетовых лучей превращался в озон (его молекула содержит три атома кислорода - 03). По мере накопления озона произошло образование озонового слоя, который, как экран, надежно защитил поверхность Земли от губительной для живых организмов ультрафиолетовой солнечной радиации. Это позволило живым организмам выйти на сушу и заселить ее.

Для поддержания жизнедеятельности одной клетке требуется сравнительно мало энергии. Но чем сложнее организм, тем больше энергии ему необходимо. С появлением дыхания эта проблема была решена. Процесс дыхания обеспечил организмы энергией, что дало толчок к возникновению многоклеточных организмов, их дальнейшему развитию и усложнению.

В процессе дыхания организмы потребляли кислород и выделяли соответствующее количество углекислого газа, который использовался для синтеза органических веществ в процессе фотосинтеза. Постепенно между фотосинтезирующими организмами и гетеротрофами установилось равновесие, которое привело к стабилизации нового состава атмосферы. Сформировались современные круговороты углерода и кислорода.

Таким образом, благодаря жизнедеятельности организмов в биосфере непрерывно протекают процессы синтеза и распада органических веществ и происходят круговороты веществ, обеспечивающие стабильность функционирования биосферы. На разных этапах развития биосферы соотношение процессов синтеза и распада менялось.

В начальный период развития биосферы процессы синтеза преобладали над разрушением. Это привело к тому, что из первичной атмосферы в большом количестве были изъяты метан, сероводород, углекислый газ, а концентрация свободного кислорода, отсутствовавшего в ней прежде, достигла современного уровня - 21%.

В конце мезозоя - начале кайнозоя между этими процессами в биосфере установилось относительное равновесие. Около 2,5 млн. лет назад появились первые люди - далекие предки современного человека. Вначале люди были охотниками и собирателями. Однако в связи с усовершенствованием орудий охоты человечество весьма быстро, вероятно, всего за два-три тысячелетия, истребило крупных копытных, пещерных медведей и мамонтов - основу своего пищевого рациона того времени. Охота не могла уже обеспечить пропитание людей. Человек оказался на грани голодной смерти и был обречен на вымирание. Однако судьба человека оказалась иной. Он перешел к земледелию, а несколько позднее и скотоводству, т. е. человек преодолел экологический кризис, создав искусственный круговорот веществ в природе. Человечество стало создавать фактически искусственную среду своего обитания (поселения, жилища, одежду, продукты питания, машины и многое другое). С этих пор эволюция биосферы вступила в новую фазу, где человеческий фактор стал мощной движущей силой.

С появлением промышленности процессы разрушения в атмосфере стали преобладать над процессами созидания, причем эти тенденции становятся все более выраженными. Биосфера находится на грани нового экологического кризиса. Его последствия могут быть катастрофическими для человечества. Чтобы предотвратить беду, необходимо не только изменить промышленные технологии, но и перестроить собственное сознание.

2.7. Почвенный покров. Почва как биокосное образование. Причины выделения, физико-географические особенности и факторы образования, структура, основные типы, широтная зональность почвенного покрова.

Почвой называют поверхностный слой земной коры, возникающий в результате воздействия воды, воздуха, организмов на горные породы. Почва – особое природное образование, обладающее плодородием, то есть способностью обеспечивать растения, усвояемыми минеральными солями, влагой, и давать урожай.

В почве обитает множество различных организмов, бактерий, почвенная микрофауна, грибы, корневые системы высших растений, некоторые животные (черви, личинки и др.). Они выполняют огромную работу по преобразованию мертвых органических остатков в минеральные соединения, которые усваиваются растениями.

Подобно криосфере почва принадлежит к производным (а не основным) компонентам географической оболочки, ибо она образовалась позже основных компонентов (литосферы, атмосферы, гидросферы и биосферы) и является результатом их взаимодействия.

Почвенный покров не образует целостной сферы, охватывающей всю планету (как основные геосферы Земли), а расположен только на земной коре, и только на континентах.

Почвы, как основные компоненты географической оболочки, обладают ясно выраженным ярусным строением (почвенные горизонты). Это свидетельствует о том, что они находятся под сильным воздействием силы тяготения (как и земная кора, и гидросфера, и атмосфера).

Анализ состава и строения географической оболочки позволяет говорить о роли в ней отдельных компонентов. Как основные геокомпоненты, так и производные (криосфера, педосфера) необходимы для нормального функционирования географической оболочки.

Уничтожение, либо даже значительное сокращение геокомпонентов может повлечь за собой далеко идущие последствия, которые повлияют на всю географическую оболочку, потому что она – целостная система.

2.7.1. Физико-географические связи распределения почвенного покрова с другими компонентами географической оболочки.

Природные зоны суши, крупные подразделения географической (ландшафтной) оболочки Земли, закономерно и в определенном порядке сменяющие друг друга в зависимости от климатических факторов, главным образом от соотношения тепла и влаги. В связи с этим смена зон и поясов происходит от экватора к полюсам и от океанов в глубь континентов. Обычно вытянуты в субширотном направлении и не имеют резко выраженных границ. Каждой зоне присущи типические особенности составляющих её природных компонентов и процессов (климатического, гидрологического, геохимического, геоморфологического, почвенного и растительного покрова и животного мира), свой тип исторически сложившихся между ними взаимосвязей и господствующий тип их сочетаний — зональных природных территориальных комплексов.

Ландшафтная сфера - это центр географической оболочки, ее активное ядро. Ландшафтная сфера – это тонкий слой прямого соприкосновения контакта, и энергичного взаимодействия земной коры, воздушной тропосферы и водной оболочки. Она насыщена органической жизнью, а потому о ней можно сказать, что это биологический фокус географической оболочки Земли. Ландшафтная сфера – это место трансформации солнечной энергии в различные виды земной энергии, это среда, наиболее благоприятная для развития жизни. Именно к ней приурочены по выражению , «сгущения жизни» биосферы.

Можно сказать, что ландшафтная сфера – совокупность аквально-территориальных ландшафтных комплексов на суше, в океане и на ледниках. Она возникает на стыке земной коры с атмосферой и представляет качественно новое образование, которое нельзя отнести ни к одной из вышеназванных сфер.

Ландшафтная сфера близка к биосфере, но между ними есть и различия:

1. ландшафтная сфера имеет глобальное распространение. Она развита даже там, где нет биосферы – биострома (живого покрова).

2. слой ландшафтной сферы больше, чем слой биосферы. Помимо растительности и животного мира в ее состав входят на суше приземные слои воздуха, почва, современная кора выветривания. На фоне географической оболочки ландшафтная сфера очень тонкий горизонт, мощностью от нескольких десятков до 200 – 250 м.

справедливо подчеркивает, что ландшафтная сфера выполняет роль вибрирующего генератора и трансформатора межструктурного вещества и энергии, которые могут рассматриваться до внешних границ географической оболочки.

Выделение ландшафтной сферы не означает отрыва и тем более противопоставления географической оболочки. Познание как части целого возможно только в тесной связи и на фоне всей географической оболочки. При этом вертикальные границы фона все более раздвигаются по мере возрастания таксономического ранга ландшафтных комплексов.

2.7.2. Проблемы антропогенной деградации почвенного покрова.

Деградация почв - явление столь же естественное, сколь и социальное. По определению Программы ООН по окружающей среде (ЮНЕП), деградация почв - антропогенный процесс снижения способности почв обеспечивать существование людей. В проблеме деградации почвенного покрова многочисленные и разнообразные локальные вопросы складываются в глобальную проблему.

Деградация педосферы - одна из самых серьезных, долгосрочных, общемировых проблем, стоящих перед человечеством, потому что она играет столь важную роль в функционировании экосферы, и потому также, что она - один из важнейших факторов в проблеме обеспечения населения мира продовольствием.

Деградацию почв можно охарактеризовать как “ползучую”, как процесс, постепенно и потому незаметно ухудшающий их состояние. Глобальная оценка деградации почв была выполнена ЮНЕП. Согласно оценке, только малонаселенные районы бореальных лесов и пустынь не затронуты антропогенной деградацией почв. По оценке ЮНЕП, 15% деградированных сельскохозяйственных земель относятся к категории “сильно деградированных”. Это почвы, у которых исходные биотические функции - превращать биогенные вещества в формы, ассимилируемые растениями - преимущественно разрушены, и они более непродуктивны. Эти почвы столь сильно деградированы, что их восстановление или невозможно, или же трудно достижимо из-за технических сложностей и крайне высокой цены такой работы. Другая часть деградированных почв (46%) относится к категории “умеренно деградировавших”, со значительно сократившейся продуктивностью.

Деградация почв происходит вследствие различных причин антропогенного характера. Водная и ветровая эрозия почв - важнейшие процессы, распространенные на 84% деградировавших почв. К другим основным процессам деградации можно отнести ухудшение структуры почвы, ее техногенное загрязнение, засоление, заболачивание и подтопление.

Основные причины деградации почв мира: сведение лесов, главным образом для сельского хозяйства; перевыпас скота; несовершенное и неправильное сельское хозяйство; переэксплуатация почв. Категории эти не имеют четких границ и переходят одна в другую.

Несмотря на то, что почвенный ресурс относиться к возобновимыми ресурсам планеты, но интенсивное использование данного ресурса не способствует его восстановлению. Строго говоря, вследствие малых скоростей естественных процессов по сравнению с антропогенными, этот ресурс в большинстве ситуаций может рассматриваться как невозобновимый. Использование почв зачастую приводит к ухудшению их природных свойств, то есть к их деградации.

2.8. Динамика географической оболочки.

2.8.1. Источники энергии в географической оболочке.

Движение в географической оболочке характеризуется большим разнообразием. Установленные к настоящему времени закономерности перемещения энергии и вещества в географической оболочке составляют основу прогнозирования физико-географических процессов и управления ими. Исключительный динамизм географической оболочки питается двумя мощными потоками энергии: экзогенным, главным образом солнечным, и эндогенным, связанный с недрами Земли. Экзогенный поток энергии во много раз превосходит эндогенный. У земной поверхности по приближенным подсчетам в географическую оболочку поступает 2.3 1024 Дж/год экзогенной энергии и 1.1 1021 Дж/год эндогенной энергии.

2.8.2. Трансформация и перенос энергии и вещества в географической оболочке. Перенос и распределение тепла.

Важнейшей особенностью географической оболочки являются круговороты вещества и энергии. Роль их в природе колоссальна, так как они обеспечивают многократность одних и тех же процессов и явлений, а также направленный характер их развития.

Круговорот веществ — многократное участие вещества в процессах, протекающих в геосферах планеты. Круговорот энергии — использование энергии в геосистемах для обеспечения круговоротов вещества.

Так как круговороты вещества и энергии в географической оболочке носят открытый характер, преобладание в них приходной или расходной частей свидетельствует о тенденциях развития данной системы, ее устойчивости или неустойчивости. В развивающихся природных системах всегда превалирует приходная составляющая, что обеспечивает расширенное осуществление процессов и явлений.

Взаимодействие структурных частей географической оболочки протекает не хаотически. Это отдельные звенья общего круговорота вещества и энергии, которые связывают воздушную тропосферу, водную сферу, земную кору и биосферу в единое целое – географическую оболочку Земли и может быть назван общегеографическим круговоротом вещества и энергии.

Исходным звеном общегеографического круговорота веществ и энергии является земная поверхность. Под влиянием солнечной энергии здесь возникают динамические явления – в воздушной тропосфере и водной оболочке. Они сопровождаются переносом тепла и влаги, формируются биосфера и кора выветривания – структурные части географических ландшафтов.

Общегеографические круговороты протекают медленно даже по геологическим масштабам времени. Они не являются совершенно замкнутыми. В разные геологические эпохи с неодинаковой силой проявляются тектонико-магматические процессы, значительные колебания испытывает вулканизм, который воздействует на состав атмосферы, а через нее - на биосферу; в непрерывной эволюции находится жизнь, и ландшафты каждого круговорота качественно отличны.

Общегеографические круговороты вещества и энергии представляют синтез частных круговоротов. Главнейшие из них – геологический круговорот, круговорот воды, биологический круговорот.

Перенос тепла от поверхности в атмосферу происходит тремя путями: тепловое излучение, нагревание или охлаждение воздуха при контакте с сушей, испарение воды. Водяные пары, поднимаясь в атмосферу, конденсируются и образуют облака или выпадают в виде осадков, а выделяемое при этом тепло поступает в атмосферу. Поглощенная атмосферой радиация и тепло конденсации водяных паров задерживают потерю тепла земной поверхностью. Над засушливыми районами это влияние уменьшается, и мы наблюдаем самые большие суточные и годовые амплитуды температуры. Наименьшие амплитуды температуры присущи океаническим районам. Являясь огромным резервуаром, океан хранит больше тепла, что ослабляет годовые колебания температуры вследствие высокой удельной теплоемкости воды. Таким образом, на Земле вода играет важную роль как аккумулятор тепла.

Структура теплового баланса зависит от географической широты и типа ландшафта, который, в свою очередь, сам зависит от нее. Она существенно изменяется не только при движении от экватора к полюсам, но и при переходе с суши на море. Суша и океан различаются как по величине поглощенной радиации, так и по характеру распределения тепла..

До 80% энергии, поглощаемой океаном, расходуется на испарение воды. 20% энергии расходуется на турбулентный теплообмен с атмосферой (что также больше, чем на суше). Вертикальный теплообмен океана с атмосферой стимулирует и горизонтальный перенос тепла, благодаря чему оно частично оказывается на суше. В теплообмене океана и атмосферы участвует 50-метровый слой воды.

2.8.3. Атмосферная циркуляция.

Это система крупномасштабных воздушных течений над земным шаром или полушарием. Атмосферная циркуляция обусловлена неоднородным распределением температуры и атмосферного давления, возникновением так называемого барического градиента; получаемая энергия атмосферная циркуляции расходуется на трение, но непрерывно пополняется за счёт солнечной радиации. Направление воздушных течений определяется барическим градиентом, вращением Земли, влиянием подстилающей поверхности. В тропосфере к атмосферной циркуляции относятся пассаты, муссоны, воздушные течения, связанные с циклонами и антициклонами, в стратосфере - преимущественно зональные воздушные течения (западный - зимой и восточный - летом). Перенося воздух, а с ним теплоту и влагу из одних широт и регионов в другие, атмосферная циркуляция является важнейшим климатообразующим фактором.

В нижней тропосфере тропической зоны преобладает циркуляция, вызываемая пассатами - устойчивыми ветрами: северо-восточным - в Северном полушарии и юго-восточным - в Южном полушарии (наблюдаются в течение круглого года в среднем до высоты 4 км). Над областью пассатов в средней и верхней тропосфере преобладают западный воздушные течения. Над некоторыми участками тропической зоны, в особенности в бассейне Индийского океана, преобладает режим муссонной циркуляции (зимний муссон совпадает с пассатом, летний муссон обычно имеет противоположное направление).

В тропосфере умеренных широт на перифериях субтропических антициклонов обоих полушарий преобладает западный перенос. В нижней части тропосферы полярных районов преобладают восточные ветры. В средних широтах, в зоне больших горизонтальных градиентов температуры и давления, возникают тропосферные фронтальные зоны, струйные течения, циклоны и антициклоны, которыми осуществляется межширотный воздухообмен.

Атмосферная циркуляция в тропиках также не является изолированной от внетропической циркуляции. Частое и интенсивное развитие циклонов и антициклонов внетропических широт приводит к образованию климатических областей низкого и высокого давления, которые хорошо выражены на многолетних картах атмосферного давления. Высокие циклоны и антициклоны простираются в верхнюю тропосферу и нижнюю стратосферу, однако в среднем вследствие общего согласованного убывания давления и температуры от низких к высоким широтам в этой части атмосферы преобладает западный перенос. Выше 20 км атмосферная циркуляция носит сезонный муссонный характер, что обусловлено радиационным балансом стратосферы. Следствием этого является преобладание летом восточного, а зимой западного воздушного течения.

Термин «атмосферная циркуляция» применим также к атмосферным движениям, возникающим над небольшими площадями земной поверхности (местная циркуляция), - береговым ветрам (бризам), горно-долинным ветрам и т. п.

2.8.4. Литосферные круговороты.

Благодаря вертикальным и горизонтальным движениям блоков земной коры и магматической деятельности, а также процессам сноса происходит обмен веществ земной поверхности с мантией.

Продукты выветривания коренных пород и биогенные накопления погружаются и превращаются в комплексы осадочных пород. Еще глубже под влиянием очень высокой температуры и давления, а также воздействия глубинных растворов, осадочные породы подвергаются метаморфизации. На больших глубинах метаморфические породы находятся в состоянии термодинамического равновесия. Нарушение этого равновесия происходит под влиянием падения давления, или поступает дополнительное тепло при радиоактивном распаде. Все это влечет за собой образование жидкой магмы. Находящаяся под давлением магма, насыщена газообразными продуктами. С изменением давления, она прорывается в верхние слои земной коры и, охлаждаясь, переходит в изверженные кристаллические породы. Эти породы представлены глубинными интрузиями и излившимися на поверхность лавами.

Со временем происходит разрушение кристаллических пород, на продуктах их выветривания образуются ландшафты – начальное звено нового географического цикла.

Литосферные круговороты проявляются двояко. Во-первых, это действительно перемещение вещества самыми разнообразными механическими путями, что соответствует понятию «круговорот горных пород». Во-вторых, это изменение вещественного состава перемещаемых или пребывающих в состоянии покоя горных пород (перенос минеральных веществ в земной коре), и такие процессы чаще называют геохимическими круговоротами.

2.8.5. Периодические движения в географической оболочке.

Проявляются во многих процессах: тектонических, магматических, осадконакоплений, климатических, гидрологических, и многих других.

Многочисленные факторы говорят о колебаниях климата, которые вызваны изменениями параметров земной орбиты, солнечной активности, приливами и отливами, и др. Например, хорошо прослеживаются климатические колебания в 35 лет и 1 800 лет. Последний зафиксирован в развитии природы Сахары, где неоднократно чередовались эпохи влажного и аридного климатов.

Периодичность характерна для тектонико-магматических процессов: поднятий и опусканий, землетрясений, складчатых движений, интрузивного и эффузивного вулканизма. Между ними находятся периоды относительного тектонического покоя – вмлн. лет.

Периодичность прослеживается и в разрезах геологических отложений. В приледниковых озерах накапливается ленточная слоистость. Летом, когда ледник тает, в озеро приносится более крупнозернистый материал, зимой отлагается тонкий глинистый осадок.

2.8.6. Ритмичность и цикличность.

Выявление ритмики природных явлений имеет важное значение для их прогнозирования. ритмичность развития, т. е. повторяемость во времени тех или иных явлений. В природе Земли выявлены ритмы разной продолжительности - суточный и годовой, внутривековые и сверхвековые ритмы. Суточная ритмика, обусловлена вращением Земли вокруг своей оси. Суточный ритм проявляется в изменениях температуры, давления и влажности воздуха, облачности, силы ветра; в явлениях приливов и отливов в морях и океанах, циркуляции бризов, процессах фотосинтеза у растений, суточных биоритмах животных и человека.

Годовая ритмика - результат движения Земли по орбите вокруг Солнца. Это смена времен года, изменения в интенсивности почвообразования и разрушения горных пород, сезонные особенности в развитии растительности и хозяйственной деятельности человека.

Разные ландшафты планеты обладают различной суточной и годовой ритмикой. Так, годовая ритмика лучше всего выражена в умеренных широтах и очень слабо - в экваториальном поясе.

Большой практический интерес представляет изучение и более продолжительных ритмов: 11-12 лет, 22-23 года, 80-90 лет, 1850 лет и более длительных но, к сожалению, они пока еще менее изучены, чем суточные и годовые ритмы.

2.8.7. Саморегулирование в географической оболочке

Характерная черта динамики географической оболочки и ее компонентов - саморегулирование, которое базируется на принципе всеобщей связи явлений. Благодаря саморегулированию географическая оболочка сохраняет свою устойчивость, и многие параметры геосистем находятся в состоянии динамического равновесия, несмотря на резкие колебания внешних факторов. Примером саморегулирования может служить солевой состав Мирового океана: несмотря на различия в количестве атмосферных осадков, испарении и речном стоке, соотношение ионов солей в океанической воде остается почти постоянным ( даже предлагал принять это соотношение за константу нашей планеты). Другой пример — регулирование содержания диоксида углерода в географической оболочке на основе карбонатной системы Мирового океана.

Основная причина постоянства — всеобщая взаимосвязанность концентраций веществ. В соответствие с принципом Ле-Шателье-Брауна, нельзя изменить концентрацию одного компонента замкнутой термодинамической системы без изменения содержания остальных компонентов: если на систему, находящуюся в устойчивом равновесии, оказывать внешнее воздействие, то в системе усиливается то направление процесса, течение которого ослабляет данное воздействие, и положение равновесия смещается в том же направлении. Это обстоятельство защищает систему от внешних возмущений.

2.8.8. Единство и целостность географической оболочки.

Потоки воздуха, воды, льда, минеральных частиц и других веществ, а также потоки энергии служат своего рода каналами, связывающими части географической оболочки в единое целое.

Направление движений в географической оболочке определяется градиентами силовых полей, расположением блоков земной коры.

Горизонтальные перемещения воздуха, воды, минеральных частиц и других типов вещества в сотни и тысячи раз превышают вертикальные, таким образом, последние происходят в поле силы тяжести.

Источником переноса воздушных масс, а вместе с ними и других типов вещества служат в большинстве случаев горизонтальные градиенты. Следовательно, среда географической оболочки анизотропна.

Изотропность – отсутствие выделенных направлений. Все направления одинаковы по своим свойствам. Анизотропна – не изотропна.

Универсальность взаимосвязей в географической оболочке ограничивается и неодинаковой скоростью распространения возмущений, переноса различных типов вещества. Наибольшая скорость переноса характерна для фотонов излучения (около км/ сек). Медленнее всего происходят перемещения блоков земной коры, а также льда. Поэтому, взаимодействия, например, в атмосфере, происходят во много раз быстрее, чем в других сферах.

Единство и целостность географической оболочки усложняет решение проблемы управления природными ресурсами. Это можно объяснить так: воздействие человека на ограниченные районы, на самом деле распространяются на значительные территории, а в конечном счете – по всей географической оболочке.

Изучение связей дает возможность определить относительно обособленные системы и вследствие этого – более удобные для управления.

Таким образом, в географической оболочке наблюдается диалектическое сочетание единства и целостности с одной стороны, и структурности, расчлененности ее на отдельные части (подсистемы) – с другой.

3. ЗАКОНОМЕРНОСТИ ЭВОЛЮЦИИ

3.1. Солнечная система, ее образование и эволюция.

Солнечная система — это Солнце и совокупность небесных тел: 9 планет и их спутники, множество астероидов, комет и метеоров, которые вращаются вокруг Солнца или заходят (как кометы) в Солнечную систему.

Солнце представляет собой раскаленный газовый шар, в составе которого обнаружено около 60 химических элементов. Оно вращается вокруг своей оси в плоскости, наклоненной под углом 7°15' к плоскости земной орбиты. Скорость вращения поверхностных слоев Солнца различна: на экваторе период обращения равен 25,05 суток, на широте 30° — 26,41 суток, в полярных областях — 36 суток. Источником энергии Солнца являются ядерные реакции, преобразующие водород в гелий. Количество водорода обеспечит сохранение его светимости на десятки миллиардов лет. На Землю поступает всего одна двухмиллиардная часть солнечной энергии.

Солнце имеет оболочечное строение. В центре выделяют ядро, в котором генерируется почти вся энергия Солнца, которая передается через зону излучения, где свет многократно поглощается веществом и излучается вновь. Выше располагается зона конвекции (перемешивания), в которой вещество приходит в движение вследствие неравномерности переноса тепла. Видимая поверхность Солнца образована его атмосферой. Ее нижняя часть мощностью около 300 км, излучающая основную часть радиации, называется фотосферой. Это самое «холодное» место на Солнце. Фотосфера образована гранулами диаметром 1000— 2000 км, расстояние между которыми от 300 до 600 км. Гранулы создают общий фон для различных солнечных образований — протуберанцев, факелов, пятен. Над фотосферой до высоты 14 тыс. км располагается хромосфера. Во время полных лунных затмений она видна как розовый нимб, окружающий темный диск. Температура в хромосфере увеличивается и в верхних слоях достигает нескольких десятков тысяч градусов. Самая внешняя и самая разреженная часть солнечной атмосферы — солнечная корона — простирается на расстояния в несколько десятков солнечных радиусов. Температура здесь превышает 1 млн. град.

В соответствии с моделью расширяющейся Вселенной, разработанной на основании общей теории относительности А. Эйнштейна, установлено, что:

1) в начале эволюции Вселенная пережила состояние космологической сингулярности, когда плотность ее вещества равнялась бесконечности, а температура превосходила 1028 К (при плотности свыше 1093 г/см3 вещество обладает неизученными квантовыми свойствами пространства-времени и тяготения);

2) вещество, находящееся в сингулярном состоянии, подверглось внезапному расширению, которое можно сравнить со взрывом («Большой взрыв»);

3) в условиях нестационарности расширяющейся Вселенной плотность и температура вещества убывают во времени, т. е. в процессе эволюции;

4) при температуре порядка 109 К осуществлялся нуклеосинтез, в результате которого произошла химическая дифференциация вещества и возникла химическая структура Вселенной;

5) исходя из этого Вселенная не могла существовать вечно и ее возраст определяют от 13 до 18 млрд лет.

3.2. Физико-географические следствия положения Земли в Солнечной системе и Солнечной системы в мировом пространстве.

3.2.1. Форма и размеры Земли и физико-географические закономерности, с ними связанные.

Вопрос правильного определения формы и размеров Земли является достаточно сложной проблемой. Первой моделью формы Земли был сфероид. Такое представление существовало вплоть до второй половины XVII века. В XVII веке открыли, что ускорение силы тяжести изменяется по широтам. Объяснить этот факт можно было лишь в том случае, если принять за модель планеты эллипсоид и отказаться от понятия сфероида. Но и здесь возникло затруднение, ибо форма Земли совпала бы с фигурой эллипсоида, если бы плотности слагающего ее вещества распределялись правильно и концентрически. Но это условие не соблюдается, а, следовательно, фигура Земли не эллипсоид вращения. Поэтому, в 1873 году немецкий геодезист Е. Листинг предложил сравнить форму Земли с уровенной спокойной поверхностью океана, продолженную под континентом. Эта фигура Земли была названа геоидом, что значит «подобный Земле».