Страница:
Различают «высокую» и «низкую» геополитику. К первой относят официальные внешнеполитические документы и труды всевозможных экспертов. Задача «высокой» геополитики – определить гос. интересы в конкретных исторических условиях и возможные внешние угрозы национальной безопасности, сформулировать принципы политики, направленной на их предотвращение. «Низкая» геополитика включает набор представлений, символов и образов, характеризующих место страны в мире, её внешнеполитическую ориентацию, потенциальных союзников и гл. соперников, содержащихся в сообщениях средств массовой информации, рекламе, мультфильмах, карикатурах. «Низкая» геополитика – необходимый элемент национального (этнического) и политического (государственного) самосознания – сводит многообразие мира к упрощённым схемам, легко объяснимым и понятным конфликтам. В демократическом обществе «высокая» и «низкая» геополитика не могут существовать друг без друга, хотя характер их взаимодействия различен в разных странах и меняется со временем.
ГЕОСИНКЛИНÁЛЬ, один из главных (наряду с платформой) тектонических элементов земной коры. На ранних стадиях – узкая, глубоко прогибающаяся подвижная впадина длиной в несколько десятков и даже сотен километров, возникающая на дне морского бас. и постепенно заполняющаяся толщами преимущественно обломочных и эффузивных пород. По мере развития активизируется интрузивная деятельность (внедрение магмы в толщу земной коры), на отдельных участках начинается формирование складок, происходит поднятие, сменяющееся новым погружением, возникают перерывы в осадконакоплении. Со временем процессы складкообразования усиливаются, происходит интенсивное поднятие всей геосинклинальной области и создаётся горный рельеф – геосинклиналь трансформируется в крупную складчатую систему. Обычно она образуется в зоне перехода от океана к континенту или между континентами.
Теоретические представления о формировании геосинклиналей базируются на учении о тектонических процессах земной коры, основы которого были заложены М. В. Ломоносовым. Понятие о геосинклинали в её изначальном смысле (прогибающаяся подвижная впадина с компенсированным заполнением осадками) было сформулировано в 1859 г. американским геологом и палеонтологом Дж. Холлом, а термин «геосинклиналь» введён в 1873 г.
ГЕОСФÉРЫ, концентрические слои (внутренние и внешние оболочки), на которые разделяется вещество Земли. Центральное положение занимает сферическое ядро Земли радиусом ок. 3470 км, оно находится на глуб. 2900 км. Выше располагается мантия Земли, которая на уровне глубин 5–75 км отделяется разделом Мохоровичича от земной коры. Вместе с верхней частью мантии (до глуб. 50–250 км) земная кора объединяется в твёрдую оболочку Земли – литосферу. Внешними являются водная оболочка планеты, или гидросфера, имеющая прерывистое распространение и переменную толщину (до 11 км в океанах), и газовая (воздушная) оболочка – атмосфера, прослеживаемая до выс. ок. 2000 км и постепенно переходящая в космическое пространство. Каждая из этих оболочек имеет сложное строение и делится, в свою очередь, на составные части. Некоторые из них получили собственные названия. Так, слой многолетнемёрзлых пород в земной коре – криосфера, а верхний тонкий плодородный слой на суше – почвенный покров, или педосфера.
В качестве оболочек также выделяются области земного (иногда и околоземного) пространства, обладающие особыми свойствами. Магнитосфера, или магнитное поле Земли, объединяет все её оболочки и распространяется на околопланетное пространство, подверженное действию земного магнетизма. Географическая оболочка объединяет верхнюю часть земной коры, гидросферу и нижние слои атмосферы, именно здесь идёт интенсивный энергомассообмен, обеспечивающий развитие ландшафтов Земли и создающий условия для жизни на ней. Близка по объёму и содержанию биосфера — пространство, в котором возможно существование и развитие живых организмов. Ноосфера, или сфера разумной жизни, распространяется, помимо биосферы, на верхние слои атмосферы и ближний космос.
ГЕОТЕКТÓНИКА (тектоника), отрасль геологии, изучающая структуру, движение и развитие твёрдой оболочки Земли – литосферы, состоящей из земной коры и верхней мантии. В основе этого направления лежит структурная геология, устанавливающая формы геологических тел как в ненарушенном (первичном) их залегании, так и возникшие в результате различных деформаций. На основе этих работ составляются тектонические карты разного масштаба – от мировых до региональных. Описанием внутреннего строения отдельных областей земного шара и истории их тектонического развития занимается региональная геотектоника. Другое направление – изучение движений литосферы, создавших современную структуру земной коры, или тектонических движений. По времени завершения крупных этапов формирования геологических структур выделяются гл. эпохи складчатости: древнейшие архейские и протерозойские, байкальская, каледонская, герцинская (варисская), мезозойская и альпийская (кайнозойская). Повышенное внимание уделяется движениям, происходившим в течение последней, кайнозойской эры, которые ещё называют неотектоническими. Их рассмотрением занимается наука неотектоника. Крайне важное, в т. ч. и практическое значение имеет изучение тектонических движений в пределах последнего, четвертичного периода развития Земли, и особенно осуществлявшихся в историческую эпоху, – т. н. современные движения земной коры. Для этих целей, помимо традиционных геологических, широко применяются геоморфологические и геодезические методы исследования, а также данные истории и археологии. Геодинамика устанавливает причины тектонических движений и их связь с вулканической деятельностью, магматизмом, сейсмическими и иными явлениями в литосфере и более глубоких сферах Земли.
Несмотря на длительный путь развития, накопленный обширный фактический материал и очевидные достижения, геотектоника как наука ещё находится в стадии становления. Ей свойственны дискуссии и полемика по многим вопросам, в её рамках существуют различные гипотезы и концепции, в т. ч. и взаимоисключающие. К их числу принадлежат концепции фиксизма и мобилизма, по-разному трактующие осн. положения истории геологического развития и механизм формирования тектонических структур.
ГЕОТЕРМÁЛЬНАЯ ЭЛЕКТРОСТÁНЦИЯ, тепловаяэлектростанция, использующая тепловую энергию термальных вод Земли для выработки электроэнергии и теплоснабжения. В комплекс сооружений входят: буровые скважины, выводящие на поверхность пароводяную смесь или пар; устройства газовой и химической очистки; электроэнергетическое оборудование; система технического водоснабжения и др. Такого вида электростанции относительно просты в эксплуатации, но малоэкономичны. Геотермальная электростанция мощностью 1000 МВт выпускает в атмосферу 10⁴ –10⁵ т газов в год, загрязняет 10⁵ –10⁸ м³ воды и требует значительной площади (до 20 км² на одну станцию). Сооружение геотермальных электростанций оправдано там, где термальные воды наиболее близко подходят к поверхности Земли (напр., в р-нах вулканической деятельности, где есть гейзеры). Несколько таких станций было сооружено в США, в Долине Больших Гейзеров (штат Калифорния), в Новой Зеландии, Италии, Японии и др. В Исландии (в р-не Рейкьявика) геотермальные воды используются для теплофикации. В России геотермальные электростанции построены на п-ове Камчатка (Паужетская и Мутновские).
Схематическое устройство геотермальной электростанции:
1 – вода; 2 – пар; 3 – насос; 4 – паровая турбина; 5 – электроэнергия; 6 – генератор
ГЕОФИ́ЗИКА (физика Земли), комплекс наук, изучающих физические свойства Земли в целом и физические процессы, происходящие в её оболочках. Соответственно различаются: физика твёрдой Земли, охватывающая направления исследования внутренних оболочек планеты; гидрофизика и физика атмосферы. Они тесно смыкаются с науками, относящимися к геологии и географии.
В рамках первой группы выделяются: сейсмология, которая изучает акустическое поле Земли, землетрясения и связанные с ними явления; геомагнетизм, рассматривающий магнитное и электрическое поля Земли, их неоднородность в пространстве и изменение во времени; гравиметрия – изучает гравитационное поле Земли и его распределение в пространстве; геотермия, посвящённая тепловому полю планеты, гл. обр. тепловому режиму земной коры; ядерная геофизика, исследующая естественное радиоактивное излучение; разведочная геофизика, которая использует широкий спектр физических методов при поиске и разведке полезных ископаемых, при решении других народно-хоз. задач.
Гидрофизика – составная часть океанологии и гидрологии. Физика атмосферы фактически смыкается с метеорологией и синоптикой и имеет большое значение для прогнозирования погодных явлений.
Первые трактаты и сводки по физическим явлениям на Земле были известны со времён Средневековья, но на научную основу геофизические исследования были поставлены уже в 19 в. Они связаны с именами И. Ньютона, К. Ф. Гаусса, А. Гумбольдта и др. выдающихся учёных. Последнее столетие характеризуется бурным развитием геофизических методов исследования земной коры. Появилась разветвлённая сеть станций и пунктов наблюдения за физическими полями Земли, накоплен обширный фактический материал и сделаны принципиально важные теоретические обобщения. Они позволили установить внутреннее строение Земли, открыть ряд месторождений полезных ископаемых, поставить на научную основу прогноз многих опасных природных явлений.
ГЕОФИЗИ́ЧЕСКИЕ МÉТОДЫ исследования земной коры, используются в геофизике. Основаны на изучении физических полей: гравитационного, магнитного, электрического, упругих колебаний (сейсмического, или акустического), термического (теплового), ядерных излучений (радиационного). Измерения параметров этих полей ведут на суше и на море, в воздухе и под землёй. Получаемая информация позволяет определять местонахождение геологических структур, рудных тел, водоносных горизонтов и т. п., прогнозировать неблагоприятные явления (землетрясения, вулканические извержения, цунами и т. п.), оценивать состояние природной среды и др. Используются как естественные, так и искусственно создаваемые физические поля.
Различают: гравиметрическую разведку, основанную на изучении поля силы тяжести Земли; магнитную разведку, изучающую естественное магнитное поле Земли; электрическую разведку, использующую искусственные электромагнитные поля, реже – измерение естественных земных полей; сейсморазведку, изучающую распространяющиеся в земной коре упругие колебания, вызываемые искусственно (после взрыва или удара) или имеющие естественное происхождение (сейсмические волны, возникающие в результате землетрясений или извержений вулканов); геотермическую разведку, основанную на измерении тем-ры горных пород в скважинах; радиометрическую разведку, исследующую естественное радиоактивное излучение.
ГЕОХРОНОЛÓГИЯ (геологическое летосчисление), учение о хронологической последовательности формирования и о возрасте горных пород, слагающих земную кору. Относительная геохронология определяет относительный возраст горных пород без оценки длительности времени, протекшего с момента их образования. Для этого используется т. н. закон Стенсена (Стено), согласно которому каждый вышележащий пласт осадочных или вулканических пород (лав) при условии ненарушенной последовательности залегания моложе нижележащего. Относительный возраст прочих геологических тел (в т. ч. интрузивных пород) определяется их соотношением со слоистыми горными породами. Установление последовательности образования горных пород составляет стратиграфию данного р-на. Для сравнения стратиграфии удалённых друг от друга территорий используется палеонтологический метод, основанный на изучении захороненных в пластах горных пород окаменевших остатков вымерших животных и растений (морских раковин, отпечатков листьев и т. д.).
Учение Ч. Лайеля о медленных естественных преобразованиях лика Земли и классические труды Ч. Дарвина и В. О. Ковалевского об эволюционном развитии органического мира дали материалистическое обоснование палеонтологическому методу. В результате трудов нескольких поколений геологов была установлена общая последовательность накопления слоёв земной коры, получившая название стратиграфической шкалы. Верхняя часть её (фанерозой) составлена при помощи палеонтологического метода с большой тщательностью. Для нижнего отрезка шкалы (докембрий) палеонтологический метод имеет ограниченное применение из-за плохой сохранности или отсутствия окаменелостей. Вследствие этого нижняя – докембрийская – часть стратиграфической шкалы расчленена менее детально. Верхняя – фанерозойская – часть шкалы делится на 3 части (группы, или эратемы): палеозой, мезозой и кайнозой. Каждая группа делится на системы. Каждая система подразделяется на 2–3 отдела; последние, в свою очередь, делятся на ярусы и подчинённые им зоны.
Стратиграфическая шкала является основой для создания соответствующей ей геохронологической шкалы, которая отражает последовательность отрезков времени, в течение которых формировались те или иные толщи пород. Каждому подразделению стратиграфической шкалы отвечают определённые подразделения геохронологической шкалы. Так, время, в течение которого отложились породы любой из систем, носит название периода. Отделам, ярусам и зонам отвечают промежутки времени, которые называются соответственно: эпоха, век, время; эратемам соответствуют эры. Подразделения стратиграфической шкалы, выделенные с помощью палеонтологического метода, и соответствующие им подразделения геологического времени, объединённые в единой геохронологической шкале, были утверждены в 1881 г. на 2-м Международном геологическом конгрессе в Болонье и с тех пор являются общепринятыми во всём мире.
Абсолютная геохронология устанавливает т. н. абсолютный геологический возраст горных пород, т. е. время, прошедшее с момента их образования, обычно в миллионах лет.
ГЕОЭКОЛОГИ́ЧЕСКАЯ КÁРТА, отражает взаимодействие живых организмов (в т. ч. человека) со средой; в более широком смысле – взаимодействие социально-экономических и природных геосистем. Различают: инвентаризационные геоэкологические карты – фиксируют наличие и состояние экологических объектов и ситуаций; оценочные – дают оценку степени воздействия экологических явлений или факторов на жизнь и функционирование организмов; прогнозные – характеризуют ожидаемые результаты воздействия экологических факторов на организмы или среду; рекомендательные – отражают размещение мер по использованию благоприятных условий и предотвращению негативных экологических ситуаций, проведению мелиораций, охране окружающей среды и здоровья человека, обеспечению устойчивости среды. Частные геоэкологические карты передают отдельные явления или факторы (напр., загрязнение почв радионуклидами), а общие синтетические геоэкологические карты дают интегральную характеристику экологической ситуации (напр., районирование территории по степени радиоактивного риска). Имеют разное назначение: научно-справочное, учебно-краеведческое, рекламное, пропагандистское и др.
ГЕРÁСИМОВ Иннокентий Петрович (1905–1985), географ, геоморфолог, почвовед. Академик АН СССР, директор Института географии АН СССР. Участвовал в экспедициях в Казахстан, Ср. Азию, Зап. Сибирь, на Урал, Д. Восток и др., много путешествовал по миру. Осн. труды по генезису и географии почв, физической географии, палеогеографии и геоморфологии. Совместно с К. К. Марковым опубликовал первую в СССР сводку по истории ледникового периода на тер. СССР. Выдвинул новые принципы классификации рельефа Земли. Развивал конструктивное направление в географии, гл. редактор «Физико-географического атласа мира» (1964).
ГÉРЛАХОВСКИ-ШТИТ (Герлаховка, пик Криван), вершина в хребте Высокие Татры, наиболее высокая (2655 м) в Словакии и во всех Карпатах. Сложена гранитами. Следы древнего оледенения (ледниковые цирки, кары). Крутые, обрывистые склоны местами покрыты хвойными лесами, которые с выс. 1500 м сменяются криволесьем (до 1900 м) и альпийскими лугами. Выше 2250 м растительность становится скудной, преобладают голые скалы, местами покрытые мхами и лишайниками. Входит в состав Татранского нац. парка.
ГЕРЦИ́НСКАЯ СКЛÁДЧАТОСТЬ, совокупность процессов интенсивной складчатости, воздымания и мощного кислого (гранитоидного) магматизма палеозойских геосинклиналей, приведших к созданию крупнейших складчатых горных систем – герцинид, или варисцид, во 2-й пол. палеозойской эры – в девоне, перми, начале триаса. Наиболее интенсивно процессы складкообразования протекали в средне-, верхнекаменноугольное и нижнепермское время. Название «герцинская складчатость» дано французским геологом М. Бертраном горной группе Ср. Европы, известной древним римлянам как Герцинский Лес. Геосинклинальные системы, подвергавшиеся герцинской складчатости, возникли преимущественно в раннем палеозое – ордовике и нач. девона на древнем (байкальском) основании и были выполнены мощными толщами осадочных и эффузивных пород. В результате возникли горные складчатые сооружения: в Азии – Урал, Пай-Хой и Новая Земля; Таймырский п-ов, Казахская горная страна, Тянь-Шань, Алтай и Салаир; в Европе – Южная Англия и Южная Ирландия, Британский массив, Центральный массив, Вогезы, Шварцвальд, Арденны, Рейнские Сланцевые горы, Богемский массив, Судеты, горы Зап. Испании; в Сев. Америке – Аппалачи, Канадский архипелаг; на востоке Австралии и в Сев. Африке.
ГÉТНЕР, Хетнер (Hettner) Альфред (1859–1941), немецкий географ, один из создателей современной географической науки. Вёл полевые исследования в Юж. Америке, Африке и Азии. Труды по страноведению, антропогеографии, геоморфологии, климатологии, истории и методологии географии. Осн. труд «География, её история, сущность и методы» (1927) содержит пространственную концепцию географии. Обосновал единство географических дисциплин и анализировал человека и общество как компоненты природного ландшафта.
ГИБРАЛТÁРСКИЙ ПРОЛИ́В, между южной оконечностью Пиренейского полуострова (Европа) и северо-западной частью Африки, соединяет Атлантический океан и Средиземное море. Дл. 59 км, шир. 14–44 км. Наименьшая глуб. – на фарватере 53 м, наибольшая – 1181 м. Система течений в проливе следующая: из Атлантического океана в Средиземное море вода поступает с поверхностным течением в количестве до 55 198 км³ в год, ср. тем-ра воды ок. 17 °C, солёность выше 36‰. С глубинным течением, идущим вдоль берегов Европы, в Атлантический океан ежегодно уходит ок. 51 886 км³ средиземноморской воды, ср. тем-ра её 13,5 °C, солёность 38‰. Разница обусловлена испарением с поверхности Средиземного моря. Благодаря удобному географическому положению Гибралтарский пролив имеет большое экономическое и стратегическое значение. Находится под контролем английской крепости Гибралтар. На сев. берегу расположен порт Ла-Линеа (Испания). Две скалы на противоположных берегах Гибралтарского пролива (Гибралтар и Сеута) называются Геркулесовы столбы.
ГИ́БСОНА ПУСТЫ́НЯ, на западе Австралии, между Большой Песчаной пустыней на севере и пустыней Большая Виктория на юге. Щебнистое плато выс. 300–500 м. Осадков менее 250 мм в год. Редкие заросли кустарниковой акации, злака спинифекс. Пастбищное скотоводство.
ГИДРОАККУМУЛИ́РУЮЩАЯ ЭЛЕКТРОСТÁНЦИЯ (ГАЭС), гидроэлектростанция, которая перекачиванием воды из нижнего бассейна в верхний накапливает (аккумулирует) избыточную энергию, вырабатываемую другими электростанциями, когда спрос на электроэнергию мал (напр., ночью). Затем преобразует потенциальную энергию запасённой воды в электрическую (вода из верхнего бас. через гидроагрегаты перетекает в нижний) в часы пиковой нагрузки в энергосистеме.
Схема гидроаккумулирующей электростанции:
1 – верхний аккумулирующий бассейн; 2 – здание электростанции; 3 – река; 4 – водовод; 5 – плотина
ГИДРОГРАФИ́ЧЕСКАЯ КÁРТА, 1) карта, показывающая гидрографическую сеть суши: постоянные и временные водотоки, озёра, каналы, водохранилища.
2) Специальная навигационная карта для плавания по внутренним водным путям. Выделяют два их вида: карты крупных озёр и приустьевых частей рек, составляемые по типу морских навигационных карт, и речные (лоцманские) карты, которые отражают судоходную обстановку на реках, каналах, водохранилищах; близки к топографическим картам.
ГИДРОЛОГИ́ЧЕСКАЯ КÁРТА, карта вод суши, их распределения, режима, состава, свойств, запасов, экологического состояния. Различают карты гидрографические (общие, речной сети, озёр, болот, водосборных бас.); гидрологической изученности; водного режима (модуль и слой стока, водоносность и т. п.); ледового режима, в т. ч. опасных гидрологических явлений (половодья, межень, наводнения, заторы льда); физико-химических характеристик вод (твёрдый сток, химический состав, тем-ра и др.); биологии вод; районирования; водного баланса; водных ресурсов.
Фрагмент гидрологической карты
ГИДРОЛОГИ́ЧЕСКАЯ СТÁНЦИЯ, 1) учреждение по изучению гидрологического режима водных объектов на определённой территории и по оперативному обслуживанию запросов на гидрологическую информацию – например, с целью выявления сроков и объёмов ожидаемого половодья и паводков. Гидрологической станции обычно подчинена сеть гидрологических постов. Гидрологическую станцию иногда называют гидрометрической станцией. Совокупность гидрологических станций и постов называется гидрологической сетью.
2) Место с определёнными координатами в водоёме, где проводятся гидрологические наблюдения.
ГИДРОЛОГИ́ЧЕСКИЕ ПРИБÓРЫ, технические средства для осуществления гидрологических наблюдений. К числу гидрологических приборов, которыми оснащаются осн. гидрологические станции и посты, относятся приборы для измерения уровня воды (водомерные рейки и самописцы уровня воды), скорости и направления течения, расхода воды (поверхностные и глубинные поплавки, гидрометрические вертушки, гидрометрические установки с дистанционным управлением, включающие лебёдку, несущие тросы, груз, пульт управления), тем-ры воды(различные термометры), толщины шуги и ледяного покрова (шугомерные рейки, ледовые буры); приборы для измерения глубин и различные приспособления для взятия проб на химический анализ или с целью определения концентрации и состава наносов (батометры).
Каждый из этих приборов имеет множество разновидностей и модификаций. Так, с 1790 г., когда появилась первая вертушка, предложено более 200 моделей, но при этом гл. часть всех моделей – рабочее колесо (лопастной винт, ротор), вращающееся в омывающем его потоке воды. Обороты колеса фиксируются механическим счётчиком на корпусе прибора или передаются системой электрической сигнализации наблюдателю. Кроме того, имеется большая группа приборов для проведения специализированных наблюдений на водосборе, в т. ч. для измерения влажности почвы (влагомеры), испарения и просачивания воды в почву и грунты (испарители, лизиметры). Для определения поверхностного и подземного стока и других элементов водного баланса применяются водно-балансовые площадки. При проведении исследований в экспедициях часто используются приборы, устанавливаемые на гидрометрическом судне, автомашине и др. По способу взаимодействия с объектом наблюдения они подразделяются на контактные и неконтактные. К контактным средствам относятся: ультразвуковая система для измерения расхода воды, комплекс аппаратуры для измерения расхода воды с движущегося судна, аппаратура для измерения воды по степени разбавления в потоке введённого вещества; к неконтактным – аппаратура для аэрокосмических методов изучения состояния водных объектов (их площадь, загрязнение и др.), запасов воды в снежном покрове (гамма-съёмочная аппаратура).
По характеру процесса измерений приборы разделяют на неавтоматические (с участием человека) и автоматические, к которым относятся самописцы уровня воды, фиксирующие результаты наблюдений в графической форме. В кон. 1970-х гг. появились автоматические комплексы (автоматические гидрологические посты), осуществляющие измерение нескольких гидрологических характеристик, регистрирующие полученные результаты в цифровой форме и передающие их в центры сбора информации. Со временем автоматические приборы, как и электронные формы обобщения и представления информации, занимают всё большее место в гидрологических исследованиях.
ГЕОСИНКЛИНÁЛЬ, один из главных (наряду с платформой) тектонических элементов земной коры. На ранних стадиях – узкая, глубоко прогибающаяся подвижная впадина длиной в несколько десятков и даже сотен километров, возникающая на дне морского бас. и постепенно заполняющаяся толщами преимущественно обломочных и эффузивных пород. По мере развития активизируется интрузивная деятельность (внедрение магмы в толщу земной коры), на отдельных участках начинается формирование складок, происходит поднятие, сменяющееся новым погружением, возникают перерывы в осадконакоплении. Со временем процессы складкообразования усиливаются, происходит интенсивное поднятие всей геосинклинальной области и создаётся горный рельеф – геосинклиналь трансформируется в крупную складчатую систему. Обычно она образуется в зоне перехода от океана к континенту или между континентами.
Теоретические представления о формировании геосинклиналей базируются на учении о тектонических процессах земной коры, основы которого были заложены М. В. Ломоносовым. Понятие о геосинклинали в её изначальном смысле (прогибающаяся подвижная впадина с компенсированным заполнением осадками) было сформулировано в 1859 г. американским геологом и палеонтологом Дж. Холлом, а термин «геосинклиналь» введён в 1873 г.
ГЕОСФÉРЫ, концентрические слои (внутренние и внешние оболочки), на которые разделяется вещество Земли. Центральное положение занимает сферическое ядро Земли радиусом ок. 3470 км, оно находится на глуб. 2900 км. Выше располагается мантия Земли, которая на уровне глубин 5–75 км отделяется разделом Мохоровичича от земной коры. Вместе с верхней частью мантии (до глуб. 50–250 км) земная кора объединяется в твёрдую оболочку Земли – литосферу. Внешними являются водная оболочка планеты, или гидросфера, имеющая прерывистое распространение и переменную толщину (до 11 км в океанах), и газовая (воздушная) оболочка – атмосфера, прослеживаемая до выс. ок. 2000 км и постепенно переходящая в космическое пространство. Каждая из этих оболочек имеет сложное строение и делится, в свою очередь, на составные части. Некоторые из них получили собственные названия. Так, слой многолетнемёрзлых пород в земной коре – криосфера, а верхний тонкий плодородный слой на суше – почвенный покров, или педосфера.
В качестве оболочек также выделяются области земного (иногда и околоземного) пространства, обладающие особыми свойствами. Магнитосфера, или магнитное поле Земли, объединяет все её оболочки и распространяется на околопланетное пространство, подверженное действию земного магнетизма. Географическая оболочка объединяет верхнюю часть земной коры, гидросферу и нижние слои атмосферы, именно здесь идёт интенсивный энергомассообмен, обеспечивающий развитие ландшафтов Земли и создающий условия для жизни на ней. Близка по объёму и содержанию биосфера — пространство, в котором возможно существование и развитие живых организмов. Ноосфера, или сфера разумной жизни, распространяется, помимо биосферы, на верхние слои атмосферы и ближний космос.
ГЕОТЕКТÓНИКА (тектоника), отрасль геологии, изучающая структуру, движение и развитие твёрдой оболочки Земли – литосферы, состоящей из земной коры и верхней мантии. В основе этого направления лежит структурная геология, устанавливающая формы геологических тел как в ненарушенном (первичном) их залегании, так и возникшие в результате различных деформаций. На основе этих работ составляются тектонические карты разного масштаба – от мировых до региональных. Описанием внутреннего строения отдельных областей земного шара и истории их тектонического развития занимается региональная геотектоника. Другое направление – изучение движений литосферы, создавших современную структуру земной коры, или тектонических движений. По времени завершения крупных этапов формирования геологических структур выделяются гл. эпохи складчатости: древнейшие архейские и протерозойские, байкальская, каледонская, герцинская (варисская), мезозойская и альпийская (кайнозойская). Повышенное внимание уделяется движениям, происходившим в течение последней, кайнозойской эры, которые ещё называют неотектоническими. Их рассмотрением занимается наука неотектоника. Крайне важное, в т. ч. и практическое значение имеет изучение тектонических движений в пределах последнего, четвертичного периода развития Земли, и особенно осуществлявшихся в историческую эпоху, – т. н. современные движения земной коры. Для этих целей, помимо традиционных геологических, широко применяются геоморфологические и геодезические методы исследования, а также данные истории и археологии. Геодинамика устанавливает причины тектонических движений и их связь с вулканической деятельностью, магматизмом, сейсмическими и иными явлениями в литосфере и более глубоких сферах Земли.
Несмотря на длительный путь развития, накопленный обширный фактический материал и очевидные достижения, геотектоника как наука ещё находится в стадии становления. Ей свойственны дискуссии и полемика по многим вопросам, в её рамках существуют различные гипотезы и концепции, в т. ч. и взаимоисключающие. К их числу принадлежат концепции фиксизма и мобилизма, по-разному трактующие осн. положения истории геологического развития и механизм формирования тектонических структур.
ГЕОТЕРМÁЛЬНАЯ ЭЛЕКТРОСТÁНЦИЯ, тепловаяэлектростанция, использующая тепловую энергию термальных вод Земли для выработки электроэнергии и теплоснабжения. В комплекс сооружений входят: буровые скважины, выводящие на поверхность пароводяную смесь или пар; устройства газовой и химической очистки; электроэнергетическое оборудование; система технического водоснабжения и др. Такого вида электростанции относительно просты в эксплуатации, но малоэкономичны. Геотермальная электростанция мощностью 1000 МВт выпускает в атмосферу 10⁴ –10⁵ т газов в год, загрязняет 10⁵ –10⁸ м³ воды и требует значительной площади (до 20 км² на одну станцию). Сооружение геотермальных электростанций оправдано там, где термальные воды наиболее близко подходят к поверхности Земли (напр., в р-нах вулканической деятельности, где есть гейзеры). Несколько таких станций было сооружено в США, в Долине Больших Гейзеров (штат Калифорния), в Новой Зеландии, Италии, Японии и др. В Исландии (в р-не Рейкьявика) геотермальные воды используются для теплофикации. В России геотермальные электростанции построены на п-ове Камчатка (Паужетская и Мутновские).
1 – вода; 2 – пар; 3 – насос; 4 – паровая турбина; 5 – электроэнергия; 6 – генератор
ГЕОФИ́ЗИКА (физика Земли), комплекс наук, изучающих физические свойства Земли в целом и физические процессы, происходящие в её оболочках. Соответственно различаются: физика твёрдой Земли, охватывающая направления исследования внутренних оболочек планеты; гидрофизика и физика атмосферы. Они тесно смыкаются с науками, относящимися к геологии и географии.
В рамках первой группы выделяются: сейсмология, которая изучает акустическое поле Земли, землетрясения и связанные с ними явления; геомагнетизм, рассматривающий магнитное и электрическое поля Земли, их неоднородность в пространстве и изменение во времени; гравиметрия – изучает гравитационное поле Земли и его распределение в пространстве; геотермия, посвящённая тепловому полю планеты, гл. обр. тепловому режиму земной коры; ядерная геофизика, исследующая естественное радиоактивное излучение; разведочная геофизика, которая использует широкий спектр физических методов при поиске и разведке полезных ископаемых, при решении других народно-хоз. задач.
Гидрофизика – составная часть океанологии и гидрологии. Физика атмосферы фактически смыкается с метеорологией и синоптикой и имеет большое значение для прогнозирования погодных явлений.
Первые трактаты и сводки по физическим явлениям на Земле были известны со времён Средневековья, но на научную основу геофизические исследования были поставлены уже в 19 в. Они связаны с именами И. Ньютона, К. Ф. Гаусса, А. Гумбольдта и др. выдающихся учёных. Последнее столетие характеризуется бурным развитием геофизических методов исследования земной коры. Появилась разветвлённая сеть станций и пунктов наблюдения за физическими полями Земли, накоплен обширный фактический материал и сделаны принципиально важные теоретические обобщения. Они позволили установить внутреннее строение Земли, открыть ряд месторождений полезных ископаемых, поставить на научную основу прогноз многих опасных природных явлений.
ГЕОФИЗИ́ЧЕСКИЕ МÉТОДЫ исследования земной коры, используются в геофизике. Основаны на изучении физических полей: гравитационного, магнитного, электрического, упругих колебаний (сейсмического, или акустического), термического (теплового), ядерных излучений (радиационного). Измерения параметров этих полей ведут на суше и на море, в воздухе и под землёй. Получаемая информация позволяет определять местонахождение геологических структур, рудных тел, водоносных горизонтов и т. п., прогнозировать неблагоприятные явления (землетрясения, вулканические извержения, цунами и т. п.), оценивать состояние природной среды и др. Используются как естественные, так и искусственно создаваемые физические поля.
Различают: гравиметрическую разведку, основанную на изучении поля силы тяжести Земли; магнитную разведку, изучающую естественное магнитное поле Земли; электрическую разведку, использующую искусственные электромагнитные поля, реже – измерение естественных земных полей; сейсморазведку, изучающую распространяющиеся в земной коре упругие колебания, вызываемые искусственно (после взрыва или удара) или имеющие естественное происхождение (сейсмические волны, возникающие в результате землетрясений или извержений вулканов); геотермическую разведку, основанную на измерении тем-ры горных пород в скважинах; радиометрическую разведку, исследующую естественное радиоактивное излучение.
ГЕОХРОНОЛÓГИЯ (геологическое летосчисление), учение о хронологической последовательности формирования и о возрасте горных пород, слагающих земную кору. Относительная геохронология определяет относительный возраст горных пород без оценки длительности времени, протекшего с момента их образования. Для этого используется т. н. закон Стенсена (Стено), согласно которому каждый вышележащий пласт осадочных или вулканических пород (лав) при условии ненарушенной последовательности залегания моложе нижележащего. Относительный возраст прочих геологических тел (в т. ч. интрузивных пород) определяется их соотношением со слоистыми горными породами. Установление последовательности образования горных пород составляет стратиграфию данного р-на. Для сравнения стратиграфии удалённых друг от друга территорий используется палеонтологический метод, основанный на изучении захороненных в пластах горных пород окаменевших остатков вымерших животных и растений (морских раковин, отпечатков листьев и т. д.).
Учение Ч. Лайеля о медленных естественных преобразованиях лика Земли и классические труды Ч. Дарвина и В. О. Ковалевского об эволюционном развитии органического мира дали материалистическое обоснование палеонтологическому методу. В результате трудов нескольких поколений геологов была установлена общая последовательность накопления слоёв земной коры, получившая название стратиграфической шкалы. Верхняя часть её (фанерозой) составлена при помощи палеонтологического метода с большой тщательностью. Для нижнего отрезка шкалы (докембрий) палеонтологический метод имеет ограниченное применение из-за плохой сохранности или отсутствия окаменелостей. Вследствие этого нижняя – докембрийская – часть стратиграфической шкалы расчленена менее детально. Верхняя – фанерозойская – часть шкалы делится на 3 части (группы, или эратемы): палеозой, мезозой и кайнозой. Каждая группа делится на системы. Каждая система подразделяется на 2–3 отдела; последние, в свою очередь, делятся на ярусы и подчинённые им зоны.
Стратиграфическая шкала является основой для создания соответствующей ей геохронологической шкалы, которая отражает последовательность отрезков времени, в течение которых формировались те или иные толщи пород. Каждому подразделению стратиграфической шкалы отвечают определённые подразделения геохронологической шкалы. Так, время, в течение которого отложились породы любой из систем, носит название периода. Отделам, ярусам и зонам отвечают промежутки времени, которые называются соответственно: эпоха, век, время; эратемам соответствуют эры. Подразделения стратиграфической шкалы, выделенные с помощью палеонтологического метода, и соответствующие им подразделения геологического времени, объединённые в единой геохронологической шкале, были утверждены в 1881 г. на 2-м Международном геологическом конгрессе в Болонье и с тех пор являются общепринятыми во всём мире.
Абсолютная геохронология устанавливает т. н. абсолютный геологический возраст горных пород, т. е. время, прошедшее с момента их образования, обычно в миллионах лет.
ГЕОЭКОЛОГИ́ЧЕСКАЯ КÁРТА, отражает взаимодействие живых организмов (в т. ч. человека) со средой; в более широком смысле – взаимодействие социально-экономических и природных геосистем. Различают: инвентаризационные геоэкологические карты – фиксируют наличие и состояние экологических объектов и ситуаций; оценочные – дают оценку степени воздействия экологических явлений или факторов на жизнь и функционирование организмов; прогнозные – характеризуют ожидаемые результаты воздействия экологических факторов на организмы или среду; рекомендательные – отражают размещение мер по использованию благоприятных условий и предотвращению негативных экологических ситуаций, проведению мелиораций, охране окружающей среды и здоровья человека, обеспечению устойчивости среды. Частные геоэкологические карты передают отдельные явления или факторы (напр., загрязнение почв радионуклидами), а общие синтетические геоэкологические карты дают интегральную характеристику экологической ситуации (напр., районирование территории по степени радиоактивного риска). Имеют разное назначение: научно-справочное, учебно-краеведческое, рекламное, пропагандистское и др.
ГЕРÁСИМОВ Иннокентий Петрович (1905–1985), географ, геоморфолог, почвовед. Академик АН СССР, директор Института географии АН СССР. Участвовал в экспедициях в Казахстан, Ср. Азию, Зап. Сибирь, на Урал, Д. Восток и др., много путешествовал по миру. Осн. труды по генезису и географии почв, физической географии, палеогеографии и геоморфологии. Совместно с К. К. Марковым опубликовал первую в СССР сводку по истории ледникового периода на тер. СССР. Выдвинул новые принципы классификации рельефа Земли. Развивал конструктивное направление в географии, гл. редактор «Физико-географического атласа мира» (1964).
ГÉРЛАХОВСКИ-ШТИТ (Герлаховка, пик Криван), вершина в хребте Высокие Татры, наиболее высокая (2655 м) в Словакии и во всех Карпатах. Сложена гранитами. Следы древнего оледенения (ледниковые цирки, кары). Крутые, обрывистые склоны местами покрыты хвойными лесами, которые с выс. 1500 м сменяются криволесьем (до 1900 м) и альпийскими лугами. Выше 2250 м растительность становится скудной, преобладают голые скалы, местами покрытые мхами и лишайниками. Входит в состав Татранского нац. парка.
ГЕРЦИ́НСКАЯ СКЛÁДЧАТОСТЬ, совокупность процессов интенсивной складчатости, воздымания и мощного кислого (гранитоидного) магматизма палеозойских геосинклиналей, приведших к созданию крупнейших складчатых горных систем – герцинид, или варисцид, во 2-й пол. палеозойской эры – в девоне, перми, начале триаса. Наиболее интенсивно процессы складкообразования протекали в средне-, верхнекаменноугольное и нижнепермское время. Название «герцинская складчатость» дано французским геологом М. Бертраном горной группе Ср. Европы, известной древним римлянам как Герцинский Лес. Геосинклинальные системы, подвергавшиеся герцинской складчатости, возникли преимущественно в раннем палеозое – ордовике и нач. девона на древнем (байкальском) основании и были выполнены мощными толщами осадочных и эффузивных пород. В результате возникли горные складчатые сооружения: в Азии – Урал, Пай-Хой и Новая Земля; Таймырский п-ов, Казахская горная страна, Тянь-Шань, Алтай и Салаир; в Европе – Южная Англия и Южная Ирландия, Британский массив, Центральный массив, Вогезы, Шварцвальд, Арденны, Рейнские Сланцевые горы, Богемский массив, Судеты, горы Зап. Испании; в Сев. Америке – Аппалачи, Канадский архипелаг; на востоке Австралии и в Сев. Африке.
ГÉТНЕР, Хетнер (Hettner) Альфред (1859–1941), немецкий географ, один из создателей современной географической науки. Вёл полевые исследования в Юж. Америке, Африке и Азии. Труды по страноведению, антропогеографии, геоморфологии, климатологии, истории и методологии географии. Осн. труд «География, её история, сущность и методы» (1927) содержит пространственную концепцию географии. Обосновал единство географических дисциплин и анализировал человека и общество как компоненты природного ландшафта.
ГИБРАЛТÁРСКИЙ ПРОЛИ́В, между южной оконечностью Пиренейского полуострова (Европа) и северо-западной частью Африки, соединяет Атлантический океан и Средиземное море. Дл. 59 км, шир. 14–44 км. Наименьшая глуб. – на фарватере 53 м, наибольшая – 1181 м. Система течений в проливе следующая: из Атлантического океана в Средиземное море вода поступает с поверхностным течением в количестве до 55 198 км³ в год, ср. тем-ра воды ок. 17 °C, солёность выше 36‰. С глубинным течением, идущим вдоль берегов Европы, в Атлантический океан ежегодно уходит ок. 51 886 км³ средиземноморской воды, ср. тем-ра её 13,5 °C, солёность 38‰. Разница обусловлена испарением с поверхности Средиземного моря. Благодаря удобному географическому положению Гибралтарский пролив имеет большое экономическое и стратегическое значение. Находится под контролем английской крепости Гибралтар. На сев. берегу расположен порт Ла-Линеа (Испания). Две скалы на противоположных берегах Гибралтарского пролива (Гибралтар и Сеута) называются Геркулесовы столбы.
ГИ́БСОНА ПУСТЫ́НЯ, на западе Австралии, между Большой Песчаной пустыней на севере и пустыней Большая Виктория на юге. Щебнистое плато выс. 300–500 м. Осадков менее 250 мм в год. Редкие заросли кустарниковой акации, злака спинифекс. Пастбищное скотоводство.
ГИДРОАККУМУЛИ́РУЮЩАЯ ЭЛЕКТРОСТÁНЦИЯ (ГАЭС), гидроэлектростанция, которая перекачиванием воды из нижнего бассейна в верхний накапливает (аккумулирует) избыточную энергию, вырабатываемую другими электростанциями, когда спрос на электроэнергию мал (напр., ночью). Затем преобразует потенциальную энергию запасённой воды в электрическую (вода из верхнего бас. через гидроагрегаты перетекает в нижний) в часы пиковой нагрузки в энергосистеме.
1 – верхний аккумулирующий бассейн; 2 – здание электростанции; 3 – река; 4 – водовод; 5 – плотина
ГИДРОГРАФИ́ЧЕСКАЯ КÁРТА, 1) карта, показывающая гидрографическую сеть суши: постоянные и временные водотоки, озёра, каналы, водохранилища.
2) Специальная навигационная карта для плавания по внутренним водным путям. Выделяют два их вида: карты крупных озёр и приустьевых частей рек, составляемые по типу морских навигационных карт, и речные (лоцманские) карты, которые отражают судоходную обстановку на реках, каналах, водохранилищах; близки к топографическим картам.
ГИДРОЛОГИ́ЧЕСКАЯ КÁРТА, карта вод суши, их распределения, режима, состава, свойств, запасов, экологического состояния. Различают карты гидрографические (общие, речной сети, озёр, болот, водосборных бас.); гидрологической изученности; водного режима (модуль и слой стока, водоносность и т. п.); ледового режима, в т. ч. опасных гидрологических явлений (половодья, межень, наводнения, заторы льда); физико-химических характеристик вод (твёрдый сток, химический состав, тем-ра и др.); биологии вод; районирования; водного баланса; водных ресурсов.
ГИДРОЛОГИ́ЧЕСКАЯ СТÁНЦИЯ, 1) учреждение по изучению гидрологического режима водных объектов на определённой территории и по оперативному обслуживанию запросов на гидрологическую информацию – например, с целью выявления сроков и объёмов ожидаемого половодья и паводков. Гидрологической станции обычно подчинена сеть гидрологических постов. Гидрологическую станцию иногда называют гидрометрической станцией. Совокупность гидрологических станций и постов называется гидрологической сетью.
2) Место с определёнными координатами в водоёме, где проводятся гидрологические наблюдения.
ГИДРОЛОГИ́ЧЕСКИЕ ПРИБÓРЫ, технические средства для осуществления гидрологических наблюдений. К числу гидрологических приборов, которыми оснащаются осн. гидрологические станции и посты, относятся приборы для измерения уровня воды (водомерные рейки и самописцы уровня воды), скорости и направления течения, расхода воды (поверхностные и глубинные поплавки, гидрометрические вертушки, гидрометрические установки с дистанционным управлением, включающие лебёдку, несущие тросы, груз, пульт управления), тем-ры воды(различные термометры), толщины шуги и ледяного покрова (шугомерные рейки, ледовые буры); приборы для измерения глубин и различные приспособления для взятия проб на химический анализ или с целью определения концентрации и состава наносов (батометры).
Каждый из этих приборов имеет множество разновидностей и модификаций. Так, с 1790 г., когда появилась первая вертушка, предложено более 200 моделей, но при этом гл. часть всех моделей – рабочее колесо (лопастной винт, ротор), вращающееся в омывающем его потоке воды. Обороты колеса фиксируются механическим счётчиком на корпусе прибора или передаются системой электрической сигнализации наблюдателю. Кроме того, имеется большая группа приборов для проведения специализированных наблюдений на водосборе, в т. ч. для измерения влажности почвы (влагомеры), испарения и просачивания воды в почву и грунты (испарители, лизиметры). Для определения поверхностного и подземного стока и других элементов водного баланса применяются водно-балансовые площадки. При проведении исследований в экспедициях часто используются приборы, устанавливаемые на гидрометрическом судне, автомашине и др. По способу взаимодействия с объектом наблюдения они подразделяются на контактные и неконтактные. К контактным средствам относятся: ультразвуковая система для измерения расхода воды, комплекс аппаратуры для измерения расхода воды с движущегося судна, аппаратура для измерения воды по степени разбавления в потоке введённого вещества; к неконтактным – аппаратура для аэрокосмических методов изучения состояния водных объектов (их площадь, загрязнение и др.), запасов воды в снежном покрове (гамма-съёмочная аппаратура).
По характеру процесса измерений приборы разделяют на неавтоматические (с участием человека) и автоматические, к которым относятся самописцы уровня воды, фиксирующие результаты наблюдений в графической форме. В кон. 1970-х гг. появились автоматические комплексы (автоматические гидрологические посты), осуществляющие измерение нескольких гидрологических характеристик, регистрирующие полученные результаты в цифровой форме и передающие их в центры сбора информации. Со временем автоматические приборы, как и электронные формы обобщения и представления информации, занимают всё большее место в гидрологических исследованиях.