Промокод wildberries уникальные промокоды и бесплатные купоны на скидки wildberries.

БСЭ. Землетрясения - Земной сфероид
Начало Вверх

ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ, подземные удары и колебания поверхности Земли, вызванные естеств. причинами (гл. обр. тектонич. процессами). В нек-рых местах Земли З. происходят часто и иногда достигают большой силы, нарушая целостность грунта, разрушая здания и вызывая человеч. жертвы. Кол-во З., ежегодно регистрируемых на земном шаре, исчисляется сотнями тысяч. Однако подавляющее их число относится к слабым, и лишь малая доля достигает степени катастрофы. До 20 в. известны, напр., такие катастрофич. З., как Лисабонское в 1755, Верненское в 1887, разрушившее г. Верный (ныне Алма-Ата), З. в Греции в 1870-73 и др. Сильнейшие З. 20 в. показаны в табл.3. По своей интенсивности, т. е. по проявлению на поверхности Земли, З. разделяются, согласно международной сейсмич. шкале MSK-64, на 12 градаций - баллов (см. табл. 1).

Область возникновения подземного удара - очаг З.- представляет собой нек-рый объём в толще Земли, в пределах к-рого происходит процесс высвобождения накапливающейся длит. время энергии. В геол. смысле очаг - это разрыв или группа разрывов, по к-рым происходит почти мгновенное перемещение масс. В центре очага условно выделяется точка, именуемая гипоцентром. Проекция гипоцентра на поверхность Земли наз. эпицентром. Вокруг него располагается область наибольших разрушений - плейстосейстовая область. Линии, соединяющие пункты с одинаковой интенсивностью колебаний (в баллах), наз. изосейстами.

Зависимость между кол-вом подземных толчков N и их интенсивностью в эпицентре 924-1.jpg приближённо выражается формулой: 924-2.jpg, где 924-3.jpgи924-4.jpg- некоторые постоянные величины. От очага З. во все стороны распространяются упругие сейсмические волны, среди к-рых различают продольные Р и поперечные S. По поверхности Земли во все стороны от эпицентра расходятся поверхностные сейсмич. волны Рэлея и Лява. Очаги З. возникают на различных глубинах (h). Большая часть их залегает в земной коре (на глуб. порядка 20-30 км). В нек-рых р-нах отмечается большое число толчков, исходящих из глубин в сотни км (верхняя мантия Земли).

З.- мощное проявление внутр. сил Земли. При каждом З. в очаге выделяется огромное кол-во кинетич. энергии Е. Так, в Ашхабаде в 1948 Е ~ 1015 дж, в Сан-Франциско в 1906 Е~1016 дж, на Аляске в 1964 Е~1018дж. На всей Земле за год освобождается упругая энергия (в форме З.) порядка 0,5*1019 дж, что составляет, однако, менее 0,5% всей энергии эндогенных (внутренних) процессов Земли.

Интенсивность З., измеряемая вбаллах, характеризует степень сотрясения на поверхности Земли, что зависит от глубины залегания очага З. Мерой общей энергии волн служит магнитуда З. (М) - нек-рое условное число, пропорциональное логарифму макс. амплитуды смещения частиц почвы, эта величина определяется из наблюдений на сейсмич. станциях и выражается в относит. единицах.

Табл. 1. - Сейсмическая шкала (схематизировано)

Балл

Название землетрясения

Краткая характеристика

1

Незаметное

Отмечается только сейсмическими приборами

2

Очень слабое

Ощущается отдельными людьми, находящимися в состоянии полного покоя

3

Слабое

Ощущается лишь небольшой частью населения

4

Умеренное

Распознаётся по лёгкому дребезжанию и колебанию предметов, посуды и оконных стёкол, скрипу дверей и стен

5

Довольно сильное

Общее сотрясение зданий, колебание мебели. Трещины в оконных стёклах и штукатурке. Пробуждение спящих

6

Сильное

Ощущается всеми. Картины падают со стен. Откалываются куски штукатурки, лёгкое повреждение зданий

7

Очень сильное

Трещины в стенах каменных домов. Антисейсмические, а также деревянные постройки остаются невредимыми

8

Разрушительное

Трещины на крутых склонах и на сырой почве. Памятники сдвигаются с места или опрокидываются. Дома сильно повреждаются

9

Опустошительное

Сильное повреждение и разрушение каменных домов

10

Уничтожающее

Крупные трещины в почве. Оползни и обвалы. Разрушение каменных построек. Искривление ж.-д. рельсов

11

Катастрофа

Широкие трещины в земле. Многочисленные оползни и обвалы. Каменные дома совершенно разрушаются

12

Сильная катастрофа

Изменения в почве достигают огромных размеров. Многочисленные трещины, обвалы, оползни. Возникновение водопадов, подпруд на озёрах, отклонение течения рек. Ни одно сооружение не выдерживает

Самое сильное З. имеет магнитуду не более 9. Между числом З. (N) и их магнитудой (М) существует зависимость, которая приближённо выражается формулой: 924-5.jpg , где 924-6.jpg и 924-7.jpg- постоянные. Энергия З. (Е) связана с магнитудой соотношением вида: 924-8.jpg _ Для коэфф. 924-9.jpg и 924-10.jpg даются различные значения, но наиболее подходящими следует считать 924-11.jpg близкое к 4, а 924-12.jpg-к 1,6. Величина 924-13.jpg _ иногда наз. энергетич. классом З. При З., для к-poro М=5, из очага выделяется энергия ~1012 дж, К = 12; при М=8,0 E-1017 дж, К = 17. Магнитуда (М), интенсивность (I0) и глуб. очага (h) связаны между собой. Для приближённого определения одной из этих величин по двум другим можно пользоваться табл. 2.

Табл. 2. - Примерное соотношение магнитуды и балльности в зависимости от глубины очага

h, км

Магнитуда

5

6

7

8

10 20 40

7 6 5

8-9 7-8 6-7

10 9 8

924-14.jpg

В последние десятилетия широкое развитие получили детально разработанные методы статистич. анализа З. С их помощью составляются карты сейсмич. активности и карты сотрясаемости (ср. частоты З. того или иного энергетич. класса в данном пункте), а также графики повторяемости (зависимость частоты З. от их магнитуды). З. распространены по земной поверхности весьма неравномерно (см. карту* на вклейке к стр. 225). Они связаны с участками земной коры, в которых проявляются новейшие дифференцированные тектонические движения.

*При составлении карты использованы материалы Н. Н. Николаева (совр. структура земной коры), Д. Д. Дормана и М. Баразанги (сейсмичность) и А. В. Введенской (векторы напряжений).

Табл. 3. - Сильнейшие землетрясения 20 в.

Дата по новому стилю (согласно времени по Гринвичу)

Местоположение эпицентра (страна, район, горная система)

Маг-нитуда

Сила, баллы

Примечание

Европа

1908, 28 дек.

Остров Сицилия (Италия)

7,5

 

Разрушен г. Мессина и ряд др. насел. пунктов на Ю. Италии. Волны цунами достигали 14м высоты; погибло 100 - 160 тыс. чел.

1927, 11 сент.

Южный берег Крыма, к Ю. от Ялты (СССР)

6,5

до 8

Повреждены многие постройки (от Севастополя до Феодосии)

1953, 12 авг.

Ионические о-ва (Греция)

7,5

 

Разрушены насел. пункты о. Кефалиння; часть острова погрузилась под уровень моря

1963, 26 июля

Город Скопле (Скопье, Югославия)

6

9-10

Почти 80% зданий города разрушено или повреждено; погибло св. 2 тыс. чел.

1969, 8 февр.

У юго-зап. берегов Португалии

8

 

Пострадали города Лисабон, Касабланка и др. Поверхность земли покрылась трещинами

1969, 27 окт.

Юго-зап. часть Югославии

6,4

9

Катастрофическое. Город Баня-Лука превращён в развалины

Азия

1902, 16 дек.

Ферганская долина, г. Андижан (СССР)

-

9

Погибло более 4,5 тыс. чел.

1905, 4 апр.

Гималаи

8

--

 

1905, 23 июля

Хребет Болнай (МНР)

8,2

 

В р-не оз. Сангийн-Далай-Нур - хр. Хан-Хухэй образовалась трещина длиной в 400 км

1907, 21 окт.

Юж. склон Гиссарского хр. (СССР)

 

9

Разрушен Каратаг и ок. 150 др. насел. пунктов; погибло 1,5 тыс . чел.

1911, 3 янв.

Долина р. Кебин, юж. склон хр. Заилийский Алатау (СССР)

8

9

Разрушен г. Верный (ныне Алма-Ата); обвалы, запруды на горных реках

1911, 15 июня

Острова Рюкю (Япония)

8,2

~

Огромные оползни и обвалы; погибло 100 тыс. чел.

1923, 1 сент.

Остров Хонсю (Япония)

8,2

 

Катастрофическое. Опустошены Токио, Йокохама; погибло ок. 150 тыс. чел. В бухте Сагами волны цунами достигали 10 м высоты

1927, 7 марта

Остров Хонсю (Япония)

7,8

 

Катастрофическое. Город Минеяма превращён в руины; погибло более 1 тыс. чел.

1938, 1 февр.

Море Банда (Индонезия)

8,2

-

 

1939, 26 дек.

Горы Внутренний Тавр (Турция)

8,0

 

Катастрофическое; погибло ок. 30 - 40 тыс. чел. На побережье Чёрного м. вода отступила на 50 м, а затем залила его на 20 м дальше обычного

1941, 20 апр.

Долина р. Сурхоб, пос. Гарм (СССР)

6,5

8-9

Разрушено более 60 насел, пунктов

1946, 2 нояб.

Сев. часть Чаткальского хр. (СССР)

7,5

9

Повреждены сотни зданий в Ташкенте и др. городах; деформация земной коры

1948,5 окт.

Ашхабад (СССР)

7

9

Катастрофическое. В течение 20 сек разрушена значит. часть города

Известно 2 главных сейсмич. пояса мира - Средиземноморский, простирающийся через юг Евразии от берегов Португалии на З. до Малайского архипелага на В., и Тихоокеанский, кольцом охватывающий берега Тихого ок. Эти пояса включают молодые склад чатые горные сооружения, т. е. эпигеосинклинальные орогены (Альпы, Апеннины-Карпаты, Кавказ, Гималаи, Кордильеры, Анды и др.), а также подвижные зоны подводных окраин материков, к-рые многими исследователями интерпретируются как совр. геосинклинальные области или складчатые системы в начальной стадии развития (зап. периферия Тихого ок. с островными дугами Алеутской, Курильской, Японской, Малайской, Новозеландской и др.; Карибское, Средиземное и др. моря). За границами указанных поясов в пределах материков эпицентры З. приурочены к областям новейшей тектонич. активизации (эпиплатформенные орогены типа Тянь-Шаня), а также к рифтовым зонам, сопровождающимся образованием систем разломов (рифты Восточной Африки, Красного м., Байкальская система рифтов и др.).

(П родолженне)

Дата по новому стилю (согласно времени по Гринвичу)

Местоположение эпицентра (страна, район, горная система)

Маг-нитуда

Сила, баллы

Примечание

1949, 10 июля

Гиссаро-Алайская горная система, Хаит (СССР)

7,5

Св. 9

Пострадало более 150 насел. пунктов

1952, 4 нояб.

Курильские о-ва к Ю.-В. от п-ова Шипунский (СССР)

8,2

 

Катастрофическое. Цунами высотой до 18 м причинили крупные повреждения на берегах Камчатки и сев. части Курильских о-вов

1957, 27 июня

Забайкалье, Муйский хр. (СССР)

7,5

9-10

Разрушения в Чите , Бодайбо и др. насел. пунктах

1958, б нояб.

Курильские о-ва к Ю.-В. от о. Итуруп (СССР)

8,7

9

Цунами

1960, 24 апр.

Лар (Иран)

6

-

Город сильно разрушен; погибло 3 тыс. чел.

1962, 1 сент.

Среднеиранские горы (Иран)

7,8

 

Разрушительное. Полное разрушение насел. пункта Рудак; погибло более 12 тыс. чел.

1966, 25 апр.

Ташкент

5,3

8

Разрушения в центр. части города. Толчки повторялись в мае - июле 1966

1970, 28 марта

Западная Турция

7

 

Катастрофическое. Ряд насел. пунктов превращён в развалины; погибло более 1 тыс. чел.

1970, 14 мая

Дагестан

6,5

8

Большой ущерб нанесён насел. пунктам Буйнакского, Гумбетовского, Казбековского, Кизилъюртовского и др. р-нов

1971, 22 мая

Восточная Турция

6,8

-

Разрушены города Бингель и Генч; погибло более 1 тыс. чел.

1971, 5 окт.

Японское м.

7,3

-

Одно из самых сильных землетрясений в истории о. Сахалин

 

Австралия и Океания

 

 

 

1906, 14 окт.

Впадина Бугенвиль

8,1

-

 

1931, 2 февр.

Новая Зеландия (Сев. остров)

7,8

9

Катастрофическое . Разрушения и пожары

1966, 31 дек.

Острова Санта-Крус (брит.)

8

-

 

 

Африка

 

 

 

1960, 29 февр.

Город Агадир (Марокко)

6

-

Полностью разрушен г. Агадир; погибло 12 - 15 тыс. чел.

 

Северная Америка

 

 

 

1906, 18 апр.

Береговые хр. Кордильер (Калифорния, США)

8,2

-

Разрушена значит. часть г. Сан-Франциско

1964, 28 марта

Залив Принс-У ильям (США)

8,6

10-11

Цунами выс. до 9 м достигли побережья Канады, США, Гавайских о-вов и Японии

1971, 9 февр.

Калифорния (США)

6,7

 

Сильнейшее за последние 40 лет землетрясение в Лос-Анджелесе

 

Южная Америка

 

 

 

1906, 17 авг.

Береговая Кордильера (Чили)

8,4

 

В г. Вальпараисо сопровождалось поднятием береговой линии; цунами пересекли океан, достигли Японии и Гавайских о-вов

1960, 22 мая

Район г. Консепсьон (Чили)

8,8

 

Разрушительное. Цунами достигли США, Гавайских и Курильских о-вов , Австралии и Японии; погибло ок. 10 тыс. чел.

1961, 19 авг.

Бразилия

8

-

 

1970, 10 дек.

Побережье Перу

7,3

 

Разрушено ок. 5 тыс. домов. Св. 20 тыс. чел. остались без крова

В пределах океанов значит. сейсмич. активностью отличаются срединноокеанические хребты. На платформах и на большей части дна океанов З. происходят редко и большой силы не достигают.

Тщательный анализ механизма возникновения подземного удара показывает, что З. представляют реакцию вещества земной коры или мантии Земли на тектонич. напряжения, постоянно накапливающиеся в недрах Земли. При этом преобладают напряжения сжатия, хотя местами наблюдаются напряжения растяжения.

Анализ сейсмических, геологических и геофизич. данных позволяет заранее наметить те области, где следует ожидать в будущем З., и оценить их макс. интенсивность. В этом состоит сущность сейсмического районирования. В СССР карта сейсмич. районирования - официальный документ, к-рый обязаны принимать в расчёт проектирующие орг-ции в сейсмич. р-нах. Строгое соблюдение норм сейсмостойкого стр-ва позволяет значительно снизить разрушит. воздействие З. на здания и др. инженерные сооружения. В будущем, вероятно, удастся разрешить и проблему прогноза З. Основной путь к решению этой проблемы - тщательная регистрация "предвестников" З.- слабых предварительных толчков (форшоков), деформации земной поверхности, изменений параметров геофизических полей и др. изменений состояния и свойств вещества в зоне будущего очага З.

З. начали описываться с древнейших времён. В 19 в. были составлены каталоги З. для всего мира (Дж. Мили, Р. Малле), для Российской империи (II. В. Мушкетов, А. П. Орлов) и др., опубликованы монографии, посвящённые наиболее сильным и хорошо изученным З. (особенно в Италии). В начале 20 в. основное внимание уделялось геологич. стороне З. (работы К. И. Богдановича, В. Н. Вебера, Д. И. Мушкетова и мн. др. в России; Ф. Монтессю де Баллора, А. Зиберга и мн. др. за рубежом), разработке сейсмометрич. аппаратуры и созданию сейсмич. станций (Б. Б. Голицын, П. М. Никифоров, А. В. Вихерт, Д. А. Харин, Д. П. Кирнос и др.). З. стали объектом изучения специальной отрасли знания - сейсмологии.

В сейсмологии получили развитие физич. и математич. методы, с помощью к-рых изучаются не только З., но и внутр. строение Земли, а также ведутся поиски месторождений полезных ископаемых. Наблюдения над 3. осуществляются спец. сейсмической службой.

Лит.: Тутенберг Б. и Рихтер К., Сейсмичность Земли, пер. с англ., М., 1948; Саваренский Е. Ф.,Кирнос Д. П., Элементы сейсмологии и сейсмометрии, М., 1955; Атлас землетрясений в СССР, М., 1962; Сейсмическое районирование СССР, М., 1968.

Г. П. Горшков, В. И. Ковригина

ЗЕМЛЕУСТРОЙСТВО в СССР, система гос. мероприятий, включающая организацию наиболее полного, рационального и эффективного использования земли, создание условий для повышения культуры земледелия, охрану земель, осуществление решений гос. органов в области землепользования. З. проводится в отдельных с.-х. предприятиях, в с. х-ве как отрасли и во всём нар. х-ве. Незыблемым фундаментом З. и всего земельного строя в СССР является гос. социалистич. собственность на землю, утвердившаяся в результате национализации земли. Задача З. - охрана гос. собственности на землю, обществ. земель колхозов и совхозов от расхищения, расточительства и укрепление социалистич. земельных отношений. Большое значение имеет наведение должного порядка в пользовании земельными угодьями в с.-х. предприятиях, чёткое отграничение обществ. земель от приусадебных участков, точный земельный учёт. З. обеспечивает систематич. контроль за правильностью использования земли. Очень важно тщательно изучить природные и экономич. условия устраиваемой территории, правильно решить вопрос о рациональных размерах землепользования вновь организуемых и устранить недостатки в землепользовании существующих х-в. При проведении 3. разрабатывают мероприятия по более интенсивному использованию земли и улучшению качества угодий. Содержание З. на каждом этапе обусловливается хозяйственно-политич. задачами в развитии с. х-ва и всего нар. х-ва.

Совр. задачи З. определяются решениями 22-го, 23-го и 24-го съездов КПСС, Мартовского (1965) и Майского (1966) пленумов ЦК КПСС и последующими решениями партии и правительства по сельскому хозяйству. З. приобрело комплексный характер, высокий инженерно-экономич. уровень. При З. районов, подверженных ветровой и водной эрозии почв, разрабатывается комплекс организационно-хозяйств., агротехнических, агролесомелиоративных и гидротехнич. мероприятий по водосбору, овражно-балочной системе и т. д. З. проводится в соответствии с нар.-хоз. планом и планами развития конкретных социалистич. предприятий. З. тесно связано с организацией всего произ-ва в х-ве, способствует повышению культуры земледелия, внедрению прогрессивных форм организации труда, эффективному применению техники, удобрений. Рациональное З. невозможно без учёта экономич. и природных условий районов и х-в. Прежде всего изучают размеры произ-ва, специализацию х-в и их подразделений, финанс. возможности, обеспеченность рабочей силой и техникой, расположение населённых пунктов и производств. центров, связь с пунктами сдачи с.-х. продукции и др. экономич. и культурными центрами. При проведении З. необходимо стремиться, чтобы затраты на строительство, сделанные х-вами ранее, а также новые капитальные вложения были использованы наиболее эффективно. Все капитальные затраты обосновывают необходимыми расчётами.

З. подразделяется на 2 основных вида: межхозяйственное и внутрихозяйственное, тесно между собой связанные. Межхозяйственное З. проводится в связи с образованием землепользовании колхозов, совхозов и др. с.-х.предприятий, организаций и учреждений; образованием землепользовании пром., строит., транспортных и др. несельскохозяйств. предприятий, орг-ций и учреждений; упорядочением существующих землепользовании с устранением чересполосицы и др. неудобств в расположении земель; уточнением и изменением границ землепользовании на основе схем районной планировки; выявлением новых земель для с.-х. и иного нар.-хоз. освоения; отводом и изъятием земельных участков; установлением и изменением гор. черты, поселковой черты и черты перспективных сел. населённых пунктов. Межхозяйств. З. проводится одновременно на терр. группы х-в, а иногда и целого р-на, области, на основе схем районной планировки.

Для строительства пром. объектов, дорог, линий электропередач и др. несельскохозяйств. нужд в первую очередь отводятся земли, непригодные для с. х-ва, либо с.-х. угодья худшего качества. Отвод из с.-х. угодий земель колхозов и совхозов производится в установленном законом порядке.

Внутрихозяйственное З. проводят в границах отдельных с.-х. предприятий в увязке со смежными х-вами на основе гос. планового задания, перспективного плана развития х-ва и организационно-хозяйств. плана. Внутрихозяйств. З. носит комплексный характер, отражающий вопросы повышения интенсивности использования земли, борьбы с эрозией почв, мелиорации, водоснабжения, дорожного стр-ва, планировки сел. населённых пунктов и др.; охватывает все виды с.-х. угодий. Осн. землепользователями на землях с.-х. назначения являются колхозы и совхозы. З. проводят с учётом их социально-экономич. и организационно-производств. особенностей. Внутрихозяйств. З. включает ряд взаимосвязанных составных частей.

З. в колхозах начинают с составления проекта, в к-ррм предусматривают размещение населённых пунктов, массивов бригад и производственных центров. При этом определяют перспективные населённые пункты, уточняют кол-во и размеры производств. бригад, распределяют земельные угодья между бригадами, определяют виды и кол-во производств. центров, местоположение обшехозяйств. дворов, животноводч. ферм и т. п. В совхозах составной частью З. является размещение отделений и хоз. центров. При этом определяют размеры и кол-во отделений (ферм); местоположение центр. усадьбы и усадеб отделений; распределение терр. между отделениями. Размещение населённых пунктов и производств. подразделений колхозов и совхозов должно создавать условия для лучшей организации произ-ва и правильного руководства им при наименьших затратах на стр-во, оборудование и благоустройство, для наименьших ежегодных издержек произ-ва, а также для лучшего культурно-бытового обслуживания населения.

Для экономич. обоснования размещения дорог рассчитывают капиталовложения на стр-во дорог и дорожных сооружений, ежегодные транспортные расходы, срок окупаемости капиталовложений.

Организация с.-х. угодий и севооборотов включает установление состава и соотношения с.-х. угодий, типов, видов, кол-ва и площадей севооборотов ; обоснование проектируемой трансформации угодий и разработку мероприятий по их улучшению; рациональное размещение с.-х. угодий и севооборотов. Всё это должно обеспечить создание условий для успешного развития всех отраслей х-ва в соответствии с перспективным планом; наиболее рациональное использование земли, техники, лучшую орг-цию производственных процессов, получение макс. кол-ва продукции на каждые 100 га с.-х. угодий при наименьших затратах на единицу продукции. Организация территории севооборотов заключается в согласованном размещении полей, бригадных участков, полевых станов, защитных лесных насаждений, полевых дорог, водных сооружений. При этом учитывают: рельеф местности, почвенный покров, эродированность почв, направление вредоносных ветров, конфигурацию, равновеликость полей и др. Организация территории садов и виноградников включает размещение пород и сортов плодовых насаждений, кварталов и бригадных участков, защитных лесных насаждений, подсобных хоз. центров, дорожной сети, водных сооружений и оросит. сети. Организация территории пастбищ включает размещение гуртовых и отарных участков, введение пастбищеоборотов, разбивку на загоны очередного стравливания, размещение летних лагерей, скотопрогонов, сооружений для пастбищного водоснабжения, разработку мероприятий по улучшению пастбищ и т. д. Организация территории сенокосов - это введение сенокосооборотов, размещение бригадных участков и дорожной сети. В зависимости от конкретных природных и экономич. условий х-в не всегда нужны все перечисленные составные части З.

Установленная в порядке З. внутрихозяйств. организация территории обязательна для колхозов, совхозов и др. с.-х. предприятий. На стр. 475 приведена схема З. совхоза "Гигант" Ростовской обл.

Землеустроит. работы осуществляются земельными органами. Инженерные кадры землеустроителей готовит Моск. ин-т инженеров землеустройства, землеустроительные ф-ты с.-х. вузов, а техников-землеустроителей - землеустроительные техникумы и землеустроит. отделения с.-х. техникумов.

Лит.: История земельных отношений и землеустройства, под ред. И. В. Бочкова, М., 1956; Землеустроительное проектирование, под ред. С. А. Удачина, 5 изд., М., 1969; Удачин С. А., Научные основы землеустройства, М., 1965; Бурихин Н. Н., Первова Е. Н., Цфасман Я. М.. Экономическое обоснование землеустройства колхозов нечерноземной зоны РСФСР, М., 1967.

С. А. Удачин.

ЗЕМЛЕЧЕРПАТЕЛЬНЫЙ СНАРЯД, плавучая землеройная машина с черпаковым устройством для извлечения грунта из-под воды; один из типов судов технич. флота. З. с. применяют в основном при дноуглубительных работах, для устройства подводных котлованов, добычи полезных ископаемых. В последнем случае на З. с. устанавливаются обогатит. устройства; такой З. с. называют драгой. Совр. типы З. с.: одночерпаковый штанговый, грейферный, многочерпаковый. Грейферные З. с. (с трюмом для грунта) и морские многочерпаковые З. с. обычно самоходные.

Одночерпаковый штанговый З. с. представляет собой плавучий экскаватор с черпаком ёмкостью до 12 м3; иногда снабжается скалодробильным устройством. Предназначается гл. обр. для извлечения каменистых (тяжёлых) и засорённых грунтов. Перемещается при помощи подъёмных свай. Извлечённый грунт подаётся непосредственно в отвал или погружается в грунтоотвозную шаланду.

Грейферные З. с. имеют от 1 до 4 поворотных грейферных кранов. В зависимости от свойств грунта, подлежащего извлечению, и грузоподъёмности кранов применяют 2- или 4-створчатые грейферы ёмкостью 1-4 м3. Грейферные З. с. приспособлены в основном для дноуглубит. работ у причалов; они перемещаются на тросах с помощью судовых лебёдок. Извлечённый грунт перевозится в собств. трюме или грунтоотвозной шаландой.

Многочерпаковый З. с. - машина непрерывного действия , извлекающая грунт черпаками ёмкостью до 1,2 м3, соединёнными в замкнутую цепь; последняя охватывает 2 барабана, верхний из к-рых имеет привод. Перемещается снаряд при помощи судовых лебёдок. Производительность современных многочерпаковых З. с. при разработке лёгкого грунта достигает 1500 м3/ч, тяжёлого - до 750 м3/ч. Извлечённый грунт перемещается грунтоотвозными шаландами, грунтовыми насосами или конвейерными устройствами.

Лит.: Краковский И. И., Суда технического флота, Л., 1968.

В. Н. Песочинский.

ЗЕМЛЯ (от общеславянского зем - пол, низ), третья по порядку от Солнца планета Солнечной системы, астрономич. знак 924-15.jpg или924-16.jpg

Содержание:

I. Введение .

II. Земля как планета.

III. Строение Земли.

Магнитосфера.Атмосфера . Гидросфера."Твёрдая" Земля.Биосфера. Географическая оболочка.

IV. Геологическая история и эволюция жизни на Земле. Геологическая история Земли. История развития органического мира.

V. Человек и Земля

I. ВВЕДЕНИЕ

З. занимает пятое место по размеру и массе среди больших планет, но из планет т. н. земной группы, в к-рую входят Меркурий, Венера, Земля и Марс, она является самой крупной (см. Планеты). Важнейшим отличием З. от др. планет Солнечной системы является существование на ней жизни, достигшей с появлением человека своей высшей, разумной формы. Условия для развития жизни на ближайших к З. телах Солнечной системы неблагоприятны; обитаемые тела за пределами последней пока также не обнаружены (см. Внеземные цивилизации). Однако жизнь - естественный этап развития материн, поэтому З. нельзя считать единственным обитаемым космич. телом Вселенной, а земные формы жизни - её единственно возможными формами.

Согласно совр. космогонич. представлениям, З. образовалась ~4,5 млрд. лет назад путём гравитационной конденсации из рассеянного в околосолнечном пространстве газо-пылевого вещества, содержащего все известные в природе хим. элементы (см. Космогония). Формирование З. сопровождалось дифференциацией вещества, к-рой способствовал постепенный разогрев земных недр, в основном за счёт теплоты, выделявшейся при распаде радиоактивных элементов (урана, тория, калия и др.). Результатом этой дифференциации явилось разделение З. на концентрически расположенные слои - геосферы, различающиеся химич. составом, агрегатным состоянием и физич. свойствами. В центре образовалось ядро Земли, окружённое т. н. мантией (см. Мантия Земли). Из наиболее лёгких и легкоплавких компонентов вещества, выделившихся из мантии в процессах выплавления (см. Зонное плавление), возникла расположенная над мантией земная кора. Совокупность этих внутренних геосфер, ограниченных твёрдой земной поверхностью, иногда называют "твёрдой" 3. (хотя это не совсем точно, поскольку установлено, что внешняя часть ядра обладает свойствами вязкой жидкости). "Твёрдая" 3. заключает почти всю массу планеты (см. табл. 1). За её пределами находятся внешние геосферы - водная (гидросфера) и воздушная (атмосфера), к-рые сформировались из паров и газов, выделившихся из недр З. при дегазации мантии. Дифференциация вещества мантий 3. и пополнение продуктами дифференциации земной коры, водной и воздушной оболочек происходили на протяжении всей геологич. истории и продолжаются до сих пор.

Большую часть поверхности З. занимает Мировой океан (361,1 млн. км2, или 70,8%), суша составляет 149,1 млн. км2 (29,2%) и образует шесть крупных массивов - материков: Евразию, Африку, Сев. Америку, Южную Америку, Антарктиду и Австралию (см. табл. 2), а также многочисленные острова. С делением суши на материки не совпадает деление на части света: Евразию делят на две части света - Европу и Азию, а оба американских материка считают за одну часть света - Америку, иногда за особую "океаническую" часть света принимают о-ва Тихого ок. - Океанию, площадь к-рой обычно учитывается вместе с Австралией.

Табл. 2. - Материки (с островами)

Название материка

Площадь , млн. км2

Средняя высота, м

Наибольшая высота гор на материке,

м*

Евразия

53,45

840

8848

Африка

30,30

750

5895

Сев. Америка

24,25

720

6194

Юж. Америка

18,28

590

6960

Антарктида

13,97

2040

5140

Австралия (с Океанией)

8,89

340

2230

* Сверху вниз по колонке вершины: Джомолунгма (Эверест), Килиманджаро, Мак-Кинли, Аконкагуа, массив Винсон, Косцюшко. Наиболее высокая вершина Океании - г. Джая, 5029 м (на о. Н. Гвинея).

Мировой океан расчленяется материками на Тихий, Атлантический, Индийский и Северный Ледовитый (см. табл. 3); некоторые исследователи выделяют приантарктич. части Атлантического, Тихого и Индийского океанов в особый, Южный, океан.

Табл. 3. - Океаны

Название океана

Поверхность зеркала, млн. км2

Средняя глубина, м

Наибольшая глубина, м

Тихий

179,68

3984

11022

Атлантический

93,36*

3926

8428

Индийский

74,92

3897

7130

Северный Ледовитый

13,10

1205

5449

* По др. данным, 91,14 млн. км2.

Северное полушарие 3.- материковое (суша здесь занимает 39% поверхности), а Южное - океаническое (суша составляет лишь 19% поверхности). В Западном полушарии преобладающая часть поверхности занята водой, в Восточном - сушей. Обобщённый профиль суши и дна океанов образует две гигантские "ступени" - материковую и океаническую.

Табл. 1. - Схема строения Земли (без верхней атмосферы и магнитосферы)

Геосферы

Расстояние нижней* границы от поверхности Земли, км

Объём, 1018 м3

Масса, 1021 кг

Доля массы геосферы от массы Земли, %

Атмосфера, до высоты

2000**

1320

~0,005

~ 10-6

Гидросфера

до 11

1,4

1,4

0,02

Земная кора

5-70

10,2

28

0,48

Мантия

до 2900

896,6

4013

67,2

Ядро

6371 (центр 3.)

175,2

1934

32,3

Вся Земля (без атмосферы)

 

1083,4

5976

100,0

*Кроме атмосферы. ** Атмосфера в целом простирается до выс. ~ 20 тыс. км.

Первая поднимается над второй в среднем на 4670 м (cp. высота суши 875 л; ср. глубина океана ок. 3800 м). Над равнинной поверхностью материковой "ступени" возвышаются горы, отдельные вершины к-рых имеют высоту 7-8 км и более. Высочайшая вершина мира - г. Джомолунгма в Гималаях - достигает 8848 м. Она возвышается над глубочайшим понижением дна океана (Марианский глубоководный жёлоб в Тихом ок. 11 022 м) почти на 20 км. См. Гипсографическая кривая.

З. обладает гравитационным, магнитным и электрич. полями. Гравитационное притяжение З. удерживает на околоземной орбите Луну и искусственные спутники. Действием гравитационного поля обусловлены сферич. форма З., многие черты рельефа земной поверхности, течение рек, движение ледников и др. процессы.

Магнитное поле создаётся в результате сложного двилсения вещества в ядре З. (см. Земной магнетизм). В межпланетном пространстве оно занимает область, объём к-рой намного превосходит объём З., а форма напоминает комету с хвостом, направленным от Солнца. Эту область наз. магнитосферой.

С магнитным полем З. тесно связано её электрич. поле. "Твёрдая" З. несёт отрицат. электрич. заряд, к-рый компенсируется объёмным положит. зарядом атмосферы, так что в целом З., по-видимому, электронейтральна (см. Атмосферное электричество).

В пространстве, ограниченном внешним пределом геофизич. полей З. (гл. обр. в магнитосфере и атмосфере), происходит последовательное и глубокое изменение первичных космических факторов - поглощение и преобразование солнечных и галактич. космических лучей, солнечного ветра, рентгеновского, ультрафиолетового, оптич. и радиоизлучений Солнца, что имеет важное значение для процессов, протекающих на земной поверхности. Задерживая большую часть жёсткой электромагнитной и корпускулярной радиации, магнитосфера и особенно атмосфера защищают от их смертоносного воздействия живые организмы.

З. получает 1,7*1017дж/сек (или 5,4Х1024 дж/год) лучистой энергии Солнца, но лишь ок. 50% этого количества достигает поверхности 3. и служит главным источником энергии большинства происходящих на ней процессов.

Поверхность З., гидросферу, а также прилегающие слои атмосферы и земной коры объединяют под названием географической, или ландшафтной, оболочки. Географическая оболочка явилась ареной возникновения жизни, развитию к-рой способствовало наличие на З. определённых физич. и химич. условий, необходимых для синтеза сложных органич. молекул. Прямое или косвенное участие живых организмов во многих геохимич. процессах со временем приобрело глобальные масштабы и качественно изменило географич. оболочку, преобразовав химич. состав атмосферы, гидросферы и отчасти земной коры. Глобальный эффект в ход природных процессов вносит и деятельность человека. Ввиду громадного значения живого вещества как геол. агента вся сфера распространения жизни и биогенных продуктов была названа биосферой.

Совр. знания о З., её форме, строении и месте во Вселенной формировались в процессе долгих исканий. Ещё в глубокой древности делалось много попыток дать общее представление о форме З. Индусы, напр., верили, что З. имеет форму лотоса. Вавилоняне, как и мн. др. народы, считали З. плоским диском, окружённым водой. Однако ещё ок. 3 тыс. лет назад начали формироваться и правильные представления. Халдеи первыми заметили на основании наблюдений лунных затмений, что З. - шарообразна. Пифагор, Парменид (6-5 вв. до н. э.) и Аристотель (4 в. до н. э.) пытались дать этому научное обоснование. Эратосфен (3 в. до н. э.) сделал первую попытку определить размеры З. по длине дуги меридиана между городами Александрией и Сиеной (Африка). Большинство античных учёных считало З. центром мира. Наиболее полно разработал эту геоцентрическую концепцию Птолемей во 2 в. Однако значительно раньше Аристарх Самосский (4-3 вв. до н. э.) развивал гелиоцентрические представления, считая центром мира Солнце. В ср. века представления о шарообразности З. и её движении отрицались, как противоречащие священному писанию, и объявлялись ересью. Идея шарообразности З. вновь завоевала признание лишь в эпоху Возрождения, с началом Великих географич. открытий. В 1543 Коперник научно обосновал гелиоцентрическую систему мира, согласно которой З. и др. планеты обращаются вокруг Солнца. Но этому учению пришлось выдержать длительную жестокую борьбу с геоцентрич. системой, к-рую продолжала поддерживать христианская церковь. С этой борьбой связаны такие трагические события, как сожжение Дж. Бруно и вынужденное отречение от гелиоцентрич. представлений Г. Галилея. Окончательное утверждение гелиоцентрич. системы обязано открытию в нач. 17 в. И. Кеплером законов движения планет и обоснованием в 1687 И. Ньютоном закона всемирного тяготения.

Структура "твёрдой" З. была выяснена гл. обр. в 20 в. благодаря достижениям сейсмологии.

Открытие радиоактивного распада элементов привело к коренному пересмотру многих фундаментальных концепций. В частности, представление о первоначально огненно-жидком состоянии З. было заменено идеями о её образовании из скоплений холодных твёрдых частиц (см. Шмидта гипотеза). На основе радиоактивного распада были разработаны также методы определения абс. возраста горных пород, позволившие объективно оценивать длительность истории 3. и скорость процессов, протекающих на её поверхности и в недрах.

Во 2-й пол. 20 в. в результате использования ракет и спутников сформировались представления о верхних слоях атмосферы и магнитосфере. З. изучают многие науки. Фигурой и размерами З. занимается геодезия, движениями З. как небесного тела - астрономия, силовыми полями - геофизика (отчасти астрофизика), к-рая изучает также физич. состояние вещества З. и физич. процессы, протекающие во всех геосферах. Законы распределения химич. элементов З. и процессы их миграции исследует геохимия. Вещественный состав литосферы и историю её развития изучает комплекс геологич. наук. Природные явления и процессы, происходящие в географич. оболочке и биосфере, являются областью наук географич. и биологич. циклов. Земных проблем касаются также науки, изучающие законы взаимодействия природы и общества.

II. ЗЕМЛЯ КАК ПЛАНЕТА

З.- третья по расстоянию от Солнца большая планета Солнечной системы. Масса З. равна 5976*1021кг, что составляет 1/448 долю массы больших планет и 1/330 000 массы Солнца. Под действием притяжения Солнца З., как и др. тела Солнечной системы, обращается вокруг него по эллиптической (мало отличающейся от круговой) орбите. Солнце расположено в одном из фокусов эллиптич. орбиты З., вследствие чего расстояние между З. и Солнцем в течение года меняется от 147,117 млн. км перигелии) до 152,083 млн. км афелии). Большая полуось орбиты З., равная 149,6 млн. км, принимается за единицу при измерении расстояний в пределах Солнечной системы (см. Астрономическая единица). Скорость движения З. по орбите, равная в среднем 29,765 км/сек, колеблется от 30,27 км/сек (в перигелии) до 29,27 км/сек (в афелии). Вместе с Солнцем З. участвует также в движении вокруг центра Галактики, период галактич. обращения составляет ок. 200 млн. лет, средняя скорость движения 250 км/сек. Относительно ближайших звёзд Солнце вместе с 3. движется со скоростью ~ 19,5 км/сек в направлении созвездия Геркулеса.

Период обращения З. вокруг Солнца, называемый годом, имеет несколько различную величину в зависимости от того, по отношению к каким телам или точкам небесной сферы рассматривается движение З. и связанное с ним кажущееся движение Солнца по небу. Период обращения, соответствующий промежутку времени между двумя прохождениями Солнца через точку весеннего равноденствия, наз. тропическим годом. Тропич. год положен в основу календаря, он равен 365,242 средних солнечных суток.

Плоскость земной орбиты (плоскость эклиптики) наклонена в совр. эпоху под углом 1,6° к т. н. Лапласа неизменяемой плоскости, перпендикулярной гл. вектору момента количества движения всей Солнечной системы. Под действием притяжения др. планет положение плоскости эклиптики, а также форма земной орбиты медленно изменяются на протяжении миллионов лет. Наклон эклиптики к плоскости Лапласа при этом меняется от 0° до 2,9°, а эксцентриситет земной орбиты от 0 до 0,067. В современную эпоху эксцентриситет равен 0,0167, убывая на 4*10-7 в год. Если смотреть на З., поднявшись над Сев. полюсом, то орбитальное движение З. происходит против часовой стрелки, т. е. в том же направлении, что и её осевое вращение, и обращение Луны вокруг З.

Естественный спутник З. - Луна обращается вокруг З. по эллиптической орбите на ср. расстоянии 384 400 км (~60,3 ср. радиуса З.). Масса Луны составляет 1 : 81,5 долю массы З. (73,5*1021 кг). Центр масс системы Земля - Луна отстоит от центра З. на ¾ её радиуса. Оба тела - З. и Луна - обращаются вокруг центра масс системы. Отношение массы Луны к массе З. - наибольшее среди всех планет и их спутников в Солнечной системе, поэтому систему З. - Луна часто рассматривают как двойную планету.

З. имеет сложную форму, определяемую совместным действием гравитации, центробежных сил, вызванных осевым вращением З., а также совокупностью внутренних и внешних рельефообразующих сил. Приближённо в качестве формы (фигуры) З. принимают уровенную поверхность гравитационного потенциала (т. е. поверхность, во всех точках перпендикулярную к направлению отвеса), совпадающую с поверхностью воды в океанах (при отсутствии волн, приливов, течений и возмущений, вызванных изменением атм. давления). Эту поверхность наз. геоидом. Объём, ограниченный этой поверхностью, считается объёмом З. (т. о., в него не входит объём той части материков, к-рая расположена выше ур. м.). Ср. радиусом З. наз. радиус шара того же объёма, что и объём геоида. Для решения многих научных и практич. задач геодезии, картографии и др. в качестве формы З. принимают земной эллипсоид. Знание параметров земного эллипсоида, его положения в теле З., а также гравитационного поля Земли имеет большое значение в астродинамике, изучающей законы движения искусственных космич. тел. Эти параметры изучаются путём наземных астрономо-геодезич. и гравиметрич. измерений (см. Геодезия, Гравиметрия) и методами спутниковой геодезии.

Вследствие вращения З. точки экватора имеют скорость 465 м/сек, а точки, расположенные на широте ф,- скорость 465 соsф (м/сек), если считать З. шаром. Зависимость линейной скорости вращения, а следовательно, и центробежной силы от широты приводит к различию значений ускорения силы тяжести на разных широтах (см. табл. 4).

Вращение З. вокруг своей оси вызывает смену дня и ночи на её поверхности. Период вращения 3. определяет единицу времени - сутки. Ось вращения З. отклонена от перпендикуляра к плоскости эклиптики на 23° 26,5' (в сер. 20 в.); в совр. эпоху этот угол уменьшается на 0,47" за год. При движении З. по орбите вокруг Солнца её ось вращения сохраняет почти постоянное направление в пространстве. Это приводит к смене времён года. Гравитац. влияние Луны, Солнца, планет вызывает длительные периодич. изменения эксцентриситета орбиты и наклона оси З., что является одной из причин многовековых изменений климата.

Период вращения З. систематически увеличивается под воздействием лунных и в меньшей степени солнечных приливов (см. Вращение Земли). Притяжение Луны создаёт приливные деформации как атмосферы и водной оболочки, так и "твёрдой" З. Они направлены к притягивающему телу и, следовательно, перемещаются по З. при её вращении. Приливы в земной коре имеют амплитуду до 43 см, в открытом океане - не более 2 м, в атмосфере они вызывают изменение давления в неск. сот н/м2 (неск. мм рт. ст.). Приливное трение, сопровождающее движение приливов, приводит к потере системой Земля - Луна энергии и передаче момента количества движения от З. к Луне. В результате вращение З. замедляется, а Луна удаляется от З. Изучение месячных и годичных колец роста у ископаемых кораллов позволило оценить число суток в году в прошлые геологич. эпохи (до 600 млн. лет назад).

Табл. 4 . - Геометрические и физические характеристики Земли

Экваториальный радиус

6378,160 км

Полярный радиус

6356,777 км

Сжатие земного эллипсоида

1:298,25

Средний радиус

6371,032 км

Длина окружности экватора

40075,696 км

Поверхность

510,2*106км2

Объём

1,083*1012км3

Масса

5976*1021кг

Средняя плотность

5518 кг/м3

Ускорение силы тяжести (на ур. м.)

 

а) на экваторе

9,78049 м/сек2

б) на полюсе

9,83235 м/сек2

в) стандартное

9,80665 м/сек2

Момент инерции относительно оси вращения

8,104*1037 кг*м2

Результаты исследований говорят о том, что период вращения 3. вокруг оси увеличивается в среднем на неск. мсек за столетие (500 млн. лет назад длительность суток составляла 20,8 ч). Фактич. замедление скорости вращения З. неск. меньше того, к-рое соответствует передаче момента Луне. Это указывает на вековое уменьшение момента инерции З., по-видимому, связанное с ростом плотного ядра З. либо с перемещением масс при тектонич. процессах. Скорость вращения З. неск. меняется в течение года также вследствие сезонных перемещений воздушных масс и влаги. Наблюдения траекторий искусств. спутников З. позволили с высокой точностью установить, что сплюснутость З. неск. больше той, к-рая соответствует совр. скорости её вращения и распределению внутр. масс. По-видимому, это объясняется высокой вязкостью земных недр, приводящей к тому, что при замедлении вращения З. её фигура не сразу принимает форму, соответствующую увеличенному периоду вращения. Поскольку З. имеет сплюснутую форму (избыток массы у экватора), а орбита Луны не лежит в плоскости земного экватора, притяжение Луны вызывает прецессию - медленный поворот земной оси в пространстве (полный оборот происходит за 26 тыс. лет). На это движение накладываются периодич. колебания направления оси - нутация (основной период 18,6 года). Положение оси вращения по отношению к телу З. испытывает как периодические изменения (полюсы при этом отклоняются от ср. положения на 10-15 м), так и вековые (среднее положение сев. полюса смещается в сторону Сев. Америки со скоростью ~11 см в год, см. Полюсы географические).
924-17.jpg

Б. Ю. Левин.

III. СТРОЕНИЕ ЗЕМЛИ Магнитосфера

Самой внешней и протяжённой оболочкой З. является магнитосфера - область околоземного пространства, физ. свойства к-рой определяются магнитным полем З. и его взаимодействием с потоками заряженных частиц.

Исследования, проведённые при помощи космич. зондов и искусственных спутников З., показали, что З. постоянно находится в потоке корпускулярного излучения Солнца (т. н. солнечный ветер). Он образуется благодаря непрерывному расширению (истечению) плазмы солнечной короны и состоит из заряженных частиц (протонов, ядер и ионов гелия, а также более тяжёлых положит. ионов и электронов). У орбиты З. скорость направленного движения частиц в потоке колеблется от 300 до 800 км/сек. Солнечная плазма несёт с собой магнитное поле, напряжённость к-рого в ср. равна 4,8*10-3 а/м (6*10-5 э).

При столкновении потока солнечной плазмы с препятствием - магнитным полем З. - образуется распространяющаяся навстречу потоку ударная волна (рис.), фронт к-рой со стороны Солнца в среднем локализован на расстоянии 13-14 радиусов З. (924-18.jpg) от её центра. За фронтом ударной волны следует переходная область толщиной ~ 20 тыс. км, где магнитное поле солнечной плазмы становится неупорядоченным, а движение её частиц - хаотичным. Темп-ра плазмы в этой области повышается примерно с 200 тыс. градусов до ~ 10 млн. градусов.

Переходная область примыкает непосредственно к магнитосфере З., граница к-рой - магнитопауза - проходит там, где динамич. давление солнечного ветра уравновешивается давлением магнитного поля З.; она расположена со стороны Солнца на расстоянии ~ 10- 12 924-19.jpg (70-80 тыс. км) от центра З., её толщина ~ 100 км. Напряжённость магнитного поля З. у магнитопаузы ~ 8*10-2 а/м (10-3 э), т. е. значительно выше напряжённости поля солнечной плазмы на уровне орбиты З. Потоки частиц солнечной плазмы обтекают магнитосферу и резко искажают на значит. расстояниях от 3. структуру её магнитного поля. Примерно до расстояния 3 924-20.jpgот центра З. магнитное поле ещё достаточно близко к полю магнитного диполя (напряжённость поля убывает с высотой 924-21.jpg). Регулярность поля здесь нарушают лишь магнитные аномалии (влияние наиболее крупных аномалий сказывается до высот924-22.jpg над поверхностью З.). На расстояниях, превышающих 924-23.jpg, магнитное поле ослабевает медленнее, чем поле диполя, а его силовые линии с солнечной стороны несколько прижаты к З. Линии геомагнитного поля, выходящие из полярных областей З., отклоняются солнечным ветром на ночную сторону З. Там они образуют "хвост", или "шлейф", магнитосферы протяжённостью более 5 млн. км. Пучки магнитных силовых линий противоположного направления разделены в хвосте областью очень слабого магнитного поля (нейтральным слоем), где концентрируется горячая плазма с температурой в млн. градусов .

Магнитосфера реагирует на проявления солнечной активности, вызывающей заметные изменения в солнечном ветре и его магнитном поле. Возникает сложный комплекс явлений, получивший название магнитной бури. При бурях наблюдается непосредственное вторжение в магнитосферу частиц солнечного ветра, происходит нагрев и усиление ионизации верхних слоев атмосферы, ускорение заряженных частиц, увеличение яркости полярных сияний, возникновение электромагнитных шумов, нарушение радиосвязи на коротких волнах и т. д. В области замкнутых линий геомагнитного поля существует магнитная ловушка для заряженных частиц. Нижняя её граница определяется поглощением захваченных в ловушку частиц атмосферой на высоте неск. сот км, верхняя практически совпадает с границей магнитосферы на дневной стороне З., несколько снижаясь на ночной стороне. Потоки захваченных в ловушку частиц высоких энергий (гл. обр. протонов и электронов) образуют т. н. радиационный пояс Земли. Частицы радиац. пояса представляют значит. радиационную опасность при полётах в космос.

Б. А. Тверской, Ю. Н. Дрожжин.

Атмосфера

Атмосферой, или воздушной оболочкой 3., называют газовую среду, окружающую "твёрдую" 3. и вращающуюся вместе с ней. Масса атмосферы составляет ~5,15*1018 кг. Ср. давление атмосферы на поверхность З. на ур. м. равно 101 325 н/м2 (это соответствует 1 атмосфере или 760 мм рт. ст.). Плотность и давление атмосферы быстро убывают с высотой (см. Барометрическая формула): у поверхности З. ср. плотность воздуха р = 1,22 кг/м3 (число молекул в 1 м3 п = 2,55*1025), на высоте 10 км р = 0,41 кг/м3 (п = 8,6*1024), а на высоте 100 км р=8,8*10-7 кг/м3 (n=1,8*1018). Атмосфера имеет слоистое строение, слои различаются своими физич. и химич. свойствами (темп-рой, химич. составом, ионизацией молекул и др.).

Принятое деление атмосферы на слои основано гл. обр. на изменении в ней темп-ры с высотой, поскольку оно отражает баланс основных энергетич. процессов в атмосфере (см. Тепловой баланс атмосферы).

Нижняя часть атмосферы, содержащая ок. 80% всей её массы, наз. тропосферой. Она распространяется до высоты 16-18 км в экваториальном поясе и до 8-10 км в полярных широтах. Темп-pa тропосферы понижается с высотой в ср. на 0,6 К на каждые 100 м. Над тропосферой до выс. 55 км расположена стратосфера, в к-рой заключено почти 20% массы атмосферы. От тропосферы она отделена переходным слоем - тропопаузой, с температурой 190-220 К. До высоты ~25 км темп-pa стратосферы несколько падает, но дальше начинает расти, достигая максимума (~270К) на высоте 50-55 км. Этот рост связан гл. обр. с увеличением в верхних слоях стратосферы концентрации озона, интенсивно поглощающего ультрафиолетовое излучение Солнца.

Над стратосферой расположены мезосфера (до 80 км), термосфера (от 80 км до 800 -1000 км) и экзосфера (выше 800-1000 км). Общая масса всех этих слоев не превышает 0,5% массы атмосферы. В мезосфере, отделённой от стратосферы стратопаузой, озон исчезает, темп-pa вновь падает до 180-200 ºК вблизи её верхней границы (мезопаузы). В термосфере происходит быстрый рост темп-ры, связанный гл. обр. с поглощением в ней солнечного коротковолнового излучения. Рост темп-ры наблюдается до выс. 200-300 км. Выше, примерно до 800-1000 км, темп-pa остаётся постоянной (~1000К), т. к. здесь разреженная атмосфера слабо поглощает солнечное излучение.

Верхний слой атмосферы - экзосфера - крайне разрежен (у его нижней границы число протонов в 1 м3 составляет ~ 1011) и столкновения частиц в нём происходят редко. Скорости отдельных частиц экзосферы могут превышать критич. скорость ускользания (вторую космическую скорость). Эти частицы, если им не помешают столкновения, могут, преодолев притяжение З., покинуть атмосферу и уйти в межпланетное пространство. Так происходит рассеяние (диссипация) атмосферы. Поэтому экзосферу наз. также сферой рассеяния. Ускользают из атмосферы в межпланетное пространство гл. обр. атомы водорода и гелия.

Приведённые характеристики слоев атмосферы следует рассматривать как усреднённые. В зависимости от географич. широты, времени года, суток и др. они могут заметно меняться.

Хим. состав земной атмосферы неоднороден. Сухой атмосферный воздух у поверхности З. содержит по объёму 78,08% азота,20,95% кислорода (~10-6 % озона), 0,93% аргона и ок. 0,03% углекислого газа. Не более 0,1% составляют вместе водород, неон, гелий, метан, криптон и др. газы. В слое атмосферы до высот 90-100 км, в к-ром происходит интенсивное перемешивание атмосферы, относит. состав её основных компонентов не меняется (этот слой наз. гомосферой). В атмосфере содержится (1,3- 1,5)*1016 кг воды (см. Вода). Главная масса атмосферной воды (в виде пара, взвешенных капель и кристалликов льда) сосредоточена в тропосфере, причём с высотой её содержание резко убывает. Во влажном воздухе содержание водяного пара у земной поверхности колеблется от 3-4% в тропиках до 2*10-5 % в Антарктиде. Очень изменчивы аэрозольные компоненты воздуха, включающие пыль почвенного, органич. и космич. происхождения, частички сажи, пепла и минеральных солей.

У верхней границы тропосферы и в стратосфере наблюдается повышенное содержание озона. Слой макс. концентрации озона расположен на высотах ~21 - 25 км. Начиная с высоты ~ 40 км увеличивается содержание атомарного кислорода. Диссоциация молекулярного азота начинается на высоте ок. 200 км. Наряду с диссоциацией молекул под действием коротковолнового и корпускулярного излучений Солнца на высотах от 50 до 400 км происходит ионизация атмосферных газов. От степени ионизации зависит электропроводность атмосферы. На высоте 250-300 км, где расположен максимум ионизации, электропроводность атмосферы в 1012 раз больше, чем у земной поверхности.

Для верхних слоев атмосферы характерен также процесс диффузионного разделения газов под действием силы тяжести (гравитац. разделение): газы распределяются с высотой в соответствии с их молекулярной массой. Верхние слои атмосферы в результате оказываются обогащёнными более лёгкими газами. Совокупность процессов диссоциации, ионизации и гравитац. разделения определяет химич. неоднородность верхних слоев атмосферы. Примерно до 200 км основным компонентом воздуха является азот N2. Выше начинает превалировать атомарный кислород. На высоте более 600 км преобладающим компонентом становится гелий, а в слое от 2 тыс. км и выше - водород, к-рый образует вокруг З. т. н. водородную корону.

Через атмосферу к поверхности З. поступает электромагнитное излучение Солнца - главный источник энергии физич., химич. и биологич. процессов в географич. оболочке З. Атмосфера прозрачна для электромагнитного излучения в диапазоне длин волн 924-24.jpg от 0,3 мкм (3000) до 5,2 мкм (в к-ром заключено ок. 88 % всей энергии солнечного излучения) и радиодиапазоне - от 1 мм до 30 м. Излучение инфракрасного диапазона (924-25.jpg> 5,2 мкм) поглощается в основном парами воды и углекислым газом тропосферы и стратосферы. Непрозрачность атмосферы в радиодиапазоне обусловлена отражением радиоволн от её ионизованных слоев (ионосферы). Излучение ультрафиолетового диапазона (924-26.jpg от 3000 до 1800 А) поглощается озоном на высотах 15-60 км, а волны длиной 1800-1000А и короче- азотом, молекулярным и атомарным кислородом (на высоте от неск. десятков до неск. сот км над поверхностью З.). Жёсткое коротковолновое излучение (рентгеновское и гамма-излучение) поглощается всей толщей атмосферы, до поверхности З. оно не доходит. Т. о., биосфера оказывается защищённой от губительного воздействия коротковолнового излучения Солнца. В виде прямой и рассеянной радиации поверхности З. достигает лишь 48% энергии солнечного излучения, падающего на внешнюю границу атмосферы. В то же время атмосфера почти непрозрачна для теплового излучения З. (за счёт присутствия в атмосфере углекислого газа и паров воды, см. Парниковый эффект). Если бы З. была лишена атмосферы, то ср. темп-pa её поверхности была бы -23°С, в действительности ср. годовая темп-pa поверхности З. составляет 14,8 °С. Атмосфера задерживает также часть космич. лучей и служит бронёй против разрушительного действия метеоритов. Насколько велико защитное значение земной атмосферы, показывает испещрённая метеоритными кратерами поверхность Луны, лишённая атмосферной защиты.

Между атмосферой и подстилающей поверхностью происходит непрерывный обмен энергией (теплооборот) и веществом (влагооборот, обмен кислородом и др. газами). Теплооборот включает перенос теплоты излучением (лучистый теплообмен), передачу теплоты за счёт теплопроводности, конвекции и фазовых переходов воды (испарения, конденсации, кристаллизации).

Неравномерный нагрев атмосферы над сушей, морем на разных высотах и в разных широтах приводит к неравномерному распределению атмосферного давления. Возникающие в атмосфере устойчивые перепады давления вызывают общую циркуляцию атмосферы, с к-рой связан влагооборот, включающий процессы испарения воды с поверхности гидросферы, переноса водяного пара воздушными потоками, выпадение осадков и их сток. Теплооборот, влагооборот и циркуляция атмосферы являются основными климатообразующими процессами. Атмосфера является активным агентом в различных процессах, происходящих на поверхности суши и в верхних слоях водоёмов. Важнейшую роль играет атмосфера в развитии жизни на З.

Гидросфера

Вода образует прерывистую оболочку З. Ок. 94% общего объёма гидросферы сосредоточено в океанах и морях; 4% заключено в подземных водах; ок. 2% - в льдах и снегах (гл. обр. Арктики, Антарктики и Гренландии); 0,4% - в поверхностных водах суши (реки, озёра, болота). Незначительное кол-во воды содержится в атмосфере и организмах. Все формы водных масс переходят одна в другую в процессе обращения (см. Влагооборот, Водный баланс). Ежегодное кол-во осадков, выпадающих на земную поверхность, равно кол-ву воды, испарившейся в сумме с поверхности суши и океанов. В общем круговороте влаги наиболее подвижны воды атмосферы.

Вода гидросферы содержит почти все химич. элементы. Ср. химич. состав её близок к составу океанич. воды, в к-рой преобладают кислород, водород, хлор и натрий. В водах суши преобладающими являются карбонаты. Содержание минеральных веществ в водах суши (солёность) подвержено большим колебаниям в зависимости от местных условий и прежде всего от климата. Обычно воды суши слабо минерализованы - пресные (солёность рек и пресных озёр от 50 до 1000 мг/кг). Ср. солёность океанич. воды ок. 35 г /кг (35°/оо), солёность морской воды колеблется от 1-2°/оо (Финский зал. Балт. м.) до 41,5°/оо (Красное м.). Наибольшая концентрация солей - в солёных озёрах (Мёртвое м. до 260°/оо) и подземных водах (до 600°/оо).

Совр. солевой состав вод гидросферы сформировался за счёт продуктов химич. выветривания изверженных пород и привнося на поверхность 3. продуктов дегазации мантии: в океаьич. воде катионы натрия, магния, кальция, калия, стронция присутствуют гл. обр. за счёт речного стока. Хлор, сера, фтор, бром, иод, бор и др. элементы, играющие в океанич. воде роль анионов, являются преим. продуктами подводных вулканич. извержений. Содержащиеся в гидросфере углерод, азот, свободный кислород и др. элементы поступают из атмосферы и из живого вещества суши и океана. Благодаря большому содержанию в океане биогенных хим. элементов океанич. вода служит весьма благоприятной средой для развития растительных и животных организмов.

Мировой океан образует самое большое скопление вод на земной поверхности.

Морские течения связывают отдельные его части в единое целое, вследствие чего воды океанов и морей обладают общими физико-химич. свойствами.

Поверхностный слой воды в океанах (до глубины 200-300 м) имеет непостоянную темп-ру, меняющуюся по сезонам года и в зависимости от темп-рного режима соотв. климатич. пояса. Ср. годовая темп-pa этого слоя постепенно убывает от 25 °С у экватора до 0 °С и ниже в полярных областях. Характер вертикального изменения темп-р океанич. вод сильно варьирует в зависимости от географич. широты, что объясняется гл. обр. неодинаковым нагреванием и охлаждением поверхностных вод. С др. стороны, имеются существ. различия в изменении темп-ры воды по глубине на одних и тех же широтах в связи с течениями. Однако для огромных экваториальных и тропических пространств океана в изменении темп-р по вертикали имеется много общего. До глубины- 300-500 м темп-pa воды здесь быстро понижается, затем до 1200- 1500 м понижение темп-ры происходит медленнее, глубже 1500 м она почти не изменяется. В придонных слоях темп-ра держится обычно между 2 °С и 0 °С. В умеренных областях изменение темп-ры с глубиной менее значительно, что связано с меньшим прогревом поверхностных вод. В приполярных областях темп-pa сначала понижается до глубин ок. 50-100 м, затем до глубин ок. 500 м несколько повышается (за счёт приноса более тёплых и солёных вод из умеренных широт), после чего медленно понижается до 0 °С и ниже в придонных слоях.

С изменением темп-ры и солёности меняется и плотность воды. Наибольшая плотность характерна для высоких широт, где она достигает у поверхности 1,0275 г/см3. В приэкваториальной области плотность воды у поверхности - 1,022 04 г /см3.

Характерной особенностью океана явл. циркуляция и перемешивание вод. В слое до 150-200 м циркуляция определяется гл. обр. господствующими ветрами, под влиянием к-рых образуются мощные океанич. течения. В более глубоких слоях циркуляция связана преим. с существующей в толще воды разностью плотностей, зависящей от темп-ры и солёности. Основными элементами циркуляции, определяемой воздействием ветров, явл. антициклональные круговороты в субтропич. широтах и циклональные - в высоких. Плотностная циркуляция участвует в вертикальном распределении водных масс и охватывает всю толщу вод. Планетарным видом движения вод служит приливо-отливное течение, вызванное влиянием Луны и Солнца.

Океан играет огромную роль в жизни З. Он служит главным водохранилищем планеты и основным приёмником солнечной энергии на поверхности З. Вследствие большой теплоёмкости воды (и малой теплоёмкости воздуха) он оказывает умеряющее воздействие на колебания темп-ры воздуха окружающего пространства. В умеренных и полярных широтах морские воды летом накапливают тепло, а зимой отдают его атмосфере. В экваториальных и тропических пространствах вода нагревается с поверхности круглый год. Тёплые воды переносятся отсюда течениями в высокие широты, утепляя их, а холодные воды возвращаются к тропикам в противотечениях. Т. обр. океан влияет на климат и погоду З. Велика роль океана в круговороте веществ на З. (влагооборот, взаимный обмен с атмосферой кислородом и углекислым газом, вынос на сушу растворённых в океанич. воде солей и прив-нос в океан реками материала с суши, биогеохимич. превращения).

Непрерывно движущиеся водные массы океана, взаимодействуя с горными породами дна и берегов, производят огромную разрушительную и созидательную (аккумулятивную) работу. Разнообразный обломочный и растворённый материал, полученный в результате разрушительной работы океанич. воды и благодаря речному стоку, осаждается на дне океана, образуя осадки, превращающиеся затем в осадочные горные породы. Отмершие растительные и животные организмы дают начало биогенным осадкам.

Немалую роль играют и воды суши. Пресные воды удовлетворяют потребности человека в воде, обеспечивают промышленность и поливное земледелие.

Табл. 5. - Основные данные о геосферах "твёрдой" Земли

Геосферы

Подразделения геосфер

Буквенное обозначение

Глубина нижней границы*, км

Объём,

1018 м3

Масса**, 1021 кг

Земная кора

осадочный слой "гранитный" слой "базальтовый" слой

А

до 20 до 40 до 70

1,0 3,6 5,6

2,5 10 16

Мантия

924-27.jpg

924-28.jpg

924-29.jpg

180,1 205,7

610

856

нижняя мантия

D

2900

510,8

2547

Ядро

внешнее ядро

Е F

924-30.jpg

166,6

1828

субъядро

С

6371

8,6

106

* Разность между ср. радиусом 3. и ср. радиусом границы (кроме коры). ** Кора по А. Б. Ронову и А. А. Ярошевскому (1969), остальные по Ф. Бёрчу (1964).

Поверхностные текучие воды совершают большую геологич. работу, осуществляя размыв (эрозию), перенос и отложение продуктов разрушения горных пород. Деятельность текучих вод приводит к расчленению и общему понижению рельефа суши. Суммарное кол-во выносимого реками в моря и океаны материала оценивается более чем в 17 млрд. т в год.

"Твёрдая" Земля

О строении, составе и свойствах "твёрдой" З. имеются преим. предположит. сведения, поскольку непосредственному наблюдению доступна лишь самая верхняя часть земной коры. Все данные о более глубоких недрах планеты получены за счёт разнообразных косвенных (гл. обр. геофизич.) методов исследования. Наиболее достоверны из них - сейсмические методы, основанные на изучении путей и скорости распространения в З. упругих колебаний (сейсмич. волн). С их помощью удалось установить разделение "твёрдой" З. на отдельные сферы и составить представление о внутр. строении З. (см. табл. 5).

Строение "твёрдой"

Земля. Верхняя сфера "твёрдой" З.- земная кора (А) - самая неоднородная и сложно построенная. Из неск. типов земной коры преобладающее распространение имеют материковая и океаническая; в строении первой различают три слоя: верхний - осадочный (от 0 до 20 км), средний, наз. условно "гранитным" (от 10 до 40 км), и нижний, т. н. "базальтовый" (от 10 до 70 км), отделяющийся от "гранитного" поверхностью Конрада (см. Конрада поверхность).
924-31.jpg

Строение "твёрдой" Земли. Границы между геосферами А и В, D и Е, F и G - резкие; между В и С, С и D, Е и F - условные, т. к. переход постепенный (объяснение буквенных обозначений дано в табл. 5 и в тексте).

Под океанами осадочный слой на обширных площадях имеет толщину лишь в неск. сотен метров. "Гранитный" слой, как правило, отсутствует; вместо него наблюдается т. н. "второй" слой неясной природы, толщиной ок. 1-2,5 км. Мощность "базальтового" слоя под океанами - около 5 км.

Кроме осн. типов коры, встречается неск. типов "промежуточного" строения, в т. ч. кора субконтинентальная (под некоторыми архипелагами) и субокеаническая (в глубоководных впадинах окраинных и внутриконтинент. морей). Субконтинент. кора характеризуется нечётким разделением "гранитного" и "базальтового" слоев, к-рые объединяются под назв. гранитно-базальтового. Кора субокеанич. близка к океанической, отличаясь от неё большей мощностью в целом и осадочного слоя в частности. С помощью сейсмич. методов чётко устанавливается поверхность раздела, отделяющая земную кору от нижележащей мантии (см. Мохоровичича поверхность). Мантия состоит из трёх слоев (В, С и D) и простирается от поверхности Мохоровичича до глубины 2900 км, где она граничит с ядром З. Слои В и С образуют верхнюю мантию (толщиной 850-900 км), слой D - нижнюю мантию (ок. 2000 км). Верхнюю часть слоя В, залегающую непосредственно под корой, наз. субстратом; кора вместе с субстратом составляет литосферу. Нижнюю часть верхней мантии наз. именем открывшего её свойства сейсмолога Б. Гутенберга. Скорость распространения сейсмич. волн в пределах слоя Гутенберга неск. меньше, чем в выше- и нижележащих слоях, что связывают с повышенной текучестью его вещества. Отсюда - второе назв. слоя Гутенберга - астеносфера (слабая сфера). Этот слой является сейсмич. волноводом, поскольку сейсмический "луч" (путь волны) долгое время идёт вдоль него. Лежащий ниже слой С (Голицына слой) выделен как зона быстрого нарастания с глубиной скоростей сейсмич. волн (продольных от 8 до 11,3 км/ceк, поперечных от 4,9 до 6,3 км/сек).

Земное ядро имеет ср. радиус ок. 3,5 тыс. км и делится на внешнее ядро (слой Е) и субъядро (слой G) с радиусом ок. 1,3 тыс. км. Их разделяет переходная зона (слой F ) толщиной ок. 300 км, к-рую относят обычно к внешнему ядру. На границе ядра наблюдается скачкообразное падение скорости продольных волн (от 13,6 до 8,1 км/сек). Внутри ядра она возрастает, увеличиваясь скачком до 11,2 км/сек вблизи границы субъядра. В субъядре сейсмич. волны распространяются почти с неизменной скоростью.

Физические характеристики и химический состав "твёрдой"

Земли. С глубиной в З. изменяются значения плотности, давления, силы тяжести, упругих свойств вещества, вязкости и темп-ры (см. графики). Ср. плотность земной коры в целом - 2,8 т3. Ср. плотность осадочного слоя коры - 2,4-2,5 т/м3, "гранитного" -2,7 т/м3, "базальтового" - 2,9 т/м3. На границе земной коры и мантии (поверхность Мохоровичича) плотность увеличивается скачком от значений 2,9-3,0 т/м3 до 3,1-3,5 т/м3. Далее она плавно растёт, достигая у подошвы слоя Гутенберга 3,6 т/м3, у подошвы слоя Голицына 4,5 т/м3 и у границы ядра 5,6 т/м3. В ядре плотность скачком поднимается до 10,0 т/м3, а далее плавно возрастает до 12,5 т/м3 в центре З.

Ускорение силы тяжести в З. не изменяется скачком. До глубины 2500 км оно отклоняется от значения 10 л/сек менее чем на 2%, на границе ядра равно 10,7 м/сек2 и далее плавно убывает до нуля в центре З. По данным о плотности и ускорении силы тяжести вычисляется давление, к-рое непрерывно растёт с глубиной. У подошвы материковой коры оно близко к 1 Гн/м2 (109 н/м2), у подошвы слоя В - 14 Гн/м2, слоя С - 35 Гн/м2, на границе ядра - 136 Гн/м2, в центре З. - 361 Гн/м2. Зная плотность и скорости сейсмич. волн, вычисляют величины, характеризующие упругие свойства материала З. Их ход в зависимости от глубины показан на втором графике.

В земной коре и верх. мантии темп-ра повышается с глубиной. Из мантии к поверхности "твёрдой" З. идёт тепловой поток, в неск. тыс. раз меньший поступающего от Солнца (в среднем ок. 0,06 вт/м2 или ок. 2,5*1013 вт на всю поверхность З.).
924-32.jpg

Физические характеристики вещества Земли на разной глубине: р - давление [шкала для этой кривой дана справа (Гн/м2), для остальных кривых - слева]: Vp и VS - скорости соответственно продольных н поперечных сейсмич. волн (км/сек): g - ускорение силы тяжести (м/сек); р - плотность (т/м3).

В мантии темп-pa везде ниже темп-ры полного расплавления слагающего её материала. Под материковой корой она предполагается близкой к 600-700 °С. В слое Гутенберга темп-ра, по-видимому, близка к точке плавления (1500-1800 °С). Оценка темп-р для более глубоких слоев мантии и ядра 3. носит весьма предположит. характер. По-видимому, в ядре она не превышает 4000- 5000 °С.

Вязкость материала мантии выше и ниже границ астеносферы, видимо, не менее 1023 пз (1 пз = 0,1 н*сек/м2); вязкость астеносферы сильно понижена (1019-1021 пз). Считается, что благодаря этому в астеносфере происходит медленное перетекание масс в горизонтальном направлении под влиянием неравномерной нагрузки со стороны земной коры (восстановление изостатич. равновесия).
924-33.jpg

Упругие свойства вещества Земли в зависимости от глубины: Е - модуль Юнга; К - модуль всестороннего сжатия; 924-34.jpg - модуль сдвига: 924-35.jpg - коэффициент Пуассона. Части кривых, обозначенные пунктирными линиями, показывают предполагаемый ход кривых в общих чертах.

Табл. 6. - Химический состав Земли

Химический элемент

Содержание в весовых процентах

Химический элемент

Содержание в весовых процентах

Железо

34,63

Натрий

0,57

Кислород

29,53

Хром

0,26

Кремний

15,20

Марганец

0,22

Магний

12,70

Кобальт

0,13

Никель

2,39

Фосфор

0,10

Сера

1,93

Калий

0,07

Кальций

1,13

Титан

0,05

Алюминий

1,09

 

 

Вязкость внешнего ядра на много порядков меньше вязкости мантии. В верхней мантии до глубины 700 км отмечаются очаги землетрясений, что указывает на значит. прочность слагающего её материала; отсутствие более глубоких сейсмич. очагов объясняется либо малой прочностью вещества, либо отсутствием достаточно сильных механич. напряжений.

Электропроводность в верх. части слоя В очень низка (порядка 10-2 ом-1-1); в слое Гутенберга она повышена, что связывают с ростом темп-ры. В слое Голицына она постепенно увеличивается приблизительно до 10-100 ом-1-1, а в ниж. мантии, по-видимому, возрастает ещё на порядок. В ядре З. электропроводность очень высока, что указывает на металлические свойства его вещества.

Из совр. космогонич. гипотез вытекает, что химический состав планет, их спутников и метеоритов должен быть близок к составу Солнца (см. Геохимия). Сопоставляя известные хим. анализы земных и лунных пород, метеоритов, спектральные анализы Солнца и учитывая данные о плотности и др. физ. свойствах материала в недрах З., можно в общих чертах охарактеризовать состав З. в целом и состав её различных геосфер. В табл. 6 приводится общий хим. состав З., согласно подсчётам амер. геохимика Б. Мейсона. При этом предполагается, что ядро состоит из железо-никелевого сплава, подобного металлич. фазе хондритов. Относительно состава земного ядра существуют две гипотезы. Согласно первой - ядро состоит из железа с примесью (18-20% ) кремния (или иного, сравнительно лёгкого материала); согласно второй - внешнее ядро слагается силикатом, к-рый под влиянием огромного давления и высокой темп-ры перешёл в металлич. состояние (см. Давление высокое); субъядро может быть железным или силикатным.

В составе З. преобладают (как по массе, так и по числу атомов) железо, кислород, кремний и магний. В сумме они составляют более 90% массы З. Земная кора почти наполовину состоит из кислорода и более чем на четверть из кремния. Значительная доля принадлежит также алюминию, магнию, кальцию, натрию и калию. Кислород, кремний, алюминий дают наиболее распространённые в коре соединения - кремнезём (SiО2) и глинозём (А12О3).

Мантия состоит преим. из тяжёлых минералов, богатых магнием и железом. Они образуют соединения с SiO2 (силикаты). В субстрате, по-видимому, больше всего форстерита (Mg2SiO4), глубже постепенно возрастает доля фаялита (Fe2SiO4). Предполагается, что в ниж. мантии под влиянием очень высокого давления эти минералы разложились на окислы (SiO2, MgO, FeO).

Агрегатное состояние вещества земных недр обусловлено наличием высоких темп-р и давлений. Материал мантии был бы расплавлен, если бы не высокое давление, вследствие к-рого вся мантия находится в твёрдом кристаллич. состоянии, за исключением, вероятно, астеносферы, где влияние близкой к точке плавления темп-ры сказывается сильнее, чем действие давления. Полагают, что здесь вещество мантии находится либо в аморфном, либо частично в расплавленном состоянии. В слое Голицына, по мере роста давления с глубиной, по-видимому, происходит перестройка кристаллич. решёток минералов в сторону более плотной упаковки атомов, чем объясняется быстрый рост с глубиной плотности и скоростей сейсмич. волн.

Внешнее ядро, очевидно, находится в жидком (расплавленном) состоянии, поскольку поперечные сейсмич. волны, не способные распространяться в жидкости, через него не проходят. С существованием жидкого внешнего ядра связывают происхождение магнитного поля З. Субъядро, по-видимому, твёрдое (продольные волны, подходя к границе субъядра, возбуждают в нём поперечные волны).

Е. Н. Люстих.

Геодинамические процессы. Вещество геосфер З. находится в непрерывном движении и изменении. Быстрее всего они протекают в жидкой и газообразной оболочках, но основное содержание истории развития земного шара составляют гораздо более медленные изменения, совершающиеся во внутренних геосферах, сложенных преим. твёрдым веществом; именно изучение их природы и динамики необходимо прежде всего для верного понимания совр. и всех прошлых состояний З.

Среди процессов, совершающихся в недрах и на поверхности З., различают две главные группы. Первую образуют внутренние, или эндогенные, процессы, движущим началом к-рых является внутренняя энергия З. (гл. обр. энергия радиоактивного распада). Вторую группу составляют внешние, или экзогенные, процессы, порождаемые поступающей на З. энергией солнечного излучения. Эндогенные процессы свойственны гл. обр. глубинным геосферам. В нижних зонах земной коры, в верхней мантии, видимо, и много глубже происходят перемещения огромных масс вещества, его расширение, сжатие и фазовые превращения, происходят миграция химич. элементов, циркуляция тепловых и электрич. токов и т. д. Несомненно, что в своей совокупности они обусловливают непрерывно идущий процесс глубинной дифференциации вещества, приводящий к концентрации более лёгких его компонентов в верхних, а более тяжёлых - в глубоких геосферах. В мантии движущим фактором, по-видимому, является механизм, подобный зонной плавке, в результате к-рого химич. элементы (или соединения) закономерно распределяются между легкоплавкой и тугоплавкой фазами. Глубинные эндогенные процессы воздействуют на земную кору, вызывая вертикальные и горизонтальные перемещения отдельных её участков и блоков (движения земной коры), деформацию и преобразование внутр. структуры земной коры. Все эти процессы наз. тектоническими, а область ихпроявления, охватывающая, кроме земной коры, по меньшей мере и верхнюю мантию,- тектоносферой. В тесной взаимосвязи с тектонич. процессами протекают процессы магматические, заключающиеся во внедрении в земную кору поднимающейся снизу магмы (глубинный магматизм) и в излиянии её по трещинам на поверхость З. в виде лавы (вулканизм). В ходе тектонич. деформаций (дислокаций) и внедрений магмы происходят также процессы метаморфизма горных пород, изменяющих свой минералогич. состав и структуру под воздействием повышенных давлений н температур.

Земная поверхность и внешние слои земной коры одновременно подвергаются влиянию экзогенных процессов. Они подразделяются на разрушительные (выветривание горных пород, снос ветром и смыв текучими водами продуктов их разрушения, изменение поверхности З. реками и ручьями, подземными водами, движущимися ледниками и др.) и созидательные (накопление осадков в понижениях суши, в морских и озёрных водоёмах с дальнейшим преобразованием в осадочные горные породы).

Действие эндогенных и экзогенных процессов на земную поверхность взаимно противоположно. Эндогенные процессы (в основном тектонич. движения) создают прежде всего крупные неровности, от к-рых зависят распределение суши и моря и возможность перемещения вещества под действием силы тяжести. Экзогенные процессы расчленяют и разрушают поднятые участки, заполняя продуктами разрушения пониженные места, т. е. в целом имеют тенденцию выравнивать поверхность З. При взаимодействии внутр. н внешних процессов на земной поверхности образуются различного рода неровности, совокупность к-рых наз. рельефом. При различном соотношении внутр. и внешних сил формируются либо горные, сильно расчленённые типы рельефа, либо мало расчленённые, равнинные. Под влиянием совокупного действия эндогенных и экзогенных процессов происходит медленный, протекающий миллионы и миллиарды лет кругооборот вещества, сопровождаемый перестройкой и обновлением структуры земной коры.

Эндогенные процессы выводят на земную поверхность глубинное вещество, вовлекаемое здесь в процессы денудации и аккумуляции н являющееся одним из основных источников материала осадочных пород. В ходе опусканий земной коры осадочные породы вовлекаются в её глубокие зоны и, попадая в сферу действия глубинных эндогенных процессов, преобразуются иногда вплоть до переплавления в магму и в этом изменённом виде вновь поднимаются тектонич. процессами на поверхность З.

В. В. Белоусов, Е. Н. Люстих, Е. В. Шанцер.

Основные черты структуры земной коры. Земная кора - единственная из внутренних геосфер, доступная непосредственному изучению. Поэтому знание её структуры является важнейшей основой для суждения не только об истории развития земной коры, но и Земли в целом. Из двух основных структурных подразделений - материков и океанов, - принципиально различающихся по типу земной коры, лучше изучены материки.

Древнейшими элементами структуры материковой коры являются древние (докембрийские) платформы (см. тектонич. карту мира) - обширные, тектонически мало подвижные (стабильные) массивы. Значительная часть их территории в течение геол. истории превратилась в плиты, перекрытые почти горизонтально залегающими осадочными породами (платформенным чехлом), под к-рым погребён древний складчатый фундамент. Последний выступает на поверхность в пределах щитов, лишённых платформенного чехла, и сложен интенсивно смятыми в складки метаморфич. породами, прорванными глубинными магматич. интрузиями преим. гранитного состава. Это указывает на первоначально большую тектонич. подвижность участков коры, вошедших в состав фундамента. Древние платформы разделяются и окаймляются тектонически активными геосинклинальными поясами, к-рые состоят из ряда геосинклинальных систем, и включают иногда относительно стабильные внутренние (срединные) массивы. Некоторые геосинклин. системы в результате своего развития приобрели черты, свойственные платформам, и наз. молодыми платформами. Их фундамент, в отличие от древних (докембрийских) платформ, имеет более молодой (палеозойский или мезозойский) возраст.

Геосинклин. пояса характеризуются линейностью простирания (многие тысячи и десятки тысяч км), повышенной мощностью коры, контрастными вертик. движениями большой амплитуды, интенсивным смятием горных пород в складки, вулканич. активностью и высокой сейсмичностью. Платформы отличаются изометричностью очертаний, выдержанностью мощности коры (меньших значений по сравнению с геосинклинальными поясами), медленными вертик. движениями небольшой амплитуды, слабыми проявлениями складчатости, сейсмичности и вулканизма.

Несравненно хуже известна совр. структура океанической коры, по поводу к-рой во многом приходится ограничиваться догадками. Обширные относительно ровные пространства океанич. дна, отличающиеся слабым проявлением вулканизма, слабой сейсмичностью и, по-видимому, малыми скоростями вертикальных движений земной коры, по аналогии со стабильными структурами материков называют океаническими платформами, или талассократонами. Им противостоят как тектонически подвижные зоны океанические рифтовые пояса - совершенно своеобразные глобального значения структуры растяжения, резко отличные от геосинклинальных складчатых систем материков. Они протягиваются через все океаны в виде срединноокеанических хребтов, к-рым свойственны интенсивный вулканизм, большая сейсмичность и повышенные значения идущего из недр теплового потока. Хребты осложнены продольными разломами, по к-рым развита система глубоких рифтовых впадин (см. Георифтогеналъ, Рифтов мировая система).

Что касается структурных соотношений океанической и материковой коры, то можно выделить два принципиально отличных их типа. Первый, или атлантический, свойствен большей части Атлантического, Индийского и Сев. Ледовитому океанам. Здесь граница материка и океана сечёт вкрест структуры материковой коры, а переход от неё к океанической резкий, осуществляющийся путём быстрого выклинивания "гранитного" слоя в зоне материкового склона. Второй, или тихоокеанский, тип свойствен периферии Тихого океана, Карибскому и Южногебридскому районам Атлантического и индонезийскому побережью Индийского океанов. Ему присуще параллельное краю континента простирание мезозойских и кайнозойских складчатых систем и современных геосинклиналей, как бы огибающих океаническую впадину, а также наличие более или менее широкой переходной зоны с промежуточным или мозаичным строением коры. В составе переходной зоны выделяются геоантиклинальные поднятия, выраженные в совр. рельефе гористыми архипелагами островных дуг, имеющих в плане характерную форму гирлянд. С ними сопряжены геосинклинальные прогибы в виде глубоководных впадин окраинных морей и узких длинных океанических желобов (см. Желоба глубоководные океанические).

Очень часто эти особенности строения побережий Тихого океана толкуются как свидетельства его значит. древности. В то же время никто не сомневается в относительной молодости океанов атлантич. типа. Данные историч. геологии однозначно указывают, что ещё в конце палеозойской эры материки Юж. Америки, Африки, Австралии и Антарктиды, вместе с Мадагаскаром и древней Индостанской платформой, составляли единый континентальный массив Гондваны. Только в течение мезозоя он разделился на части, и возникли совр. впадины Индийского и Атлантического океанов.

Единодушное признание этого факта не исключает весьма различного его истолкования. Нек-рые учёные рассматривают его как результат "океанизации", т. е. преобразования материковой коры в океаническую. Процесс океанизации связывают с образованием очагов плавления в мантии, ассимилирующих опускающиеся в них крупные блоки литосферы, что приводит в сочетании с излияниями на поверхность базальтов к исчезновению гранитного слоя, общему утяжелению коры и образованию на месте ранее существовавшего материка океанической впадины.

С другой стороны, всё более распространяются взгляды на образование океанов путём раздвижения блоков материковой коры и обнажения подстилающего субстрата. Эти идеи дрейфа материков (мобилизма, или эпейрофореза) подкрепляются данными палеогеографии, поскольку без их принятия трудно объяснить несоответствие между расположением климатич. поясов геологич. прошлого и совр. географич. полюсов. Приводятся также аналогичные аргументы, основанные на несоответствии вычисленных по данным остаточной намагниченности горных пород палеомагнитных широт и ориентировки магнитных меридианов прошлого совр. положению магнитных полюсов, и т. п.

Из мобилистских гипотез шире всего распространилась выдвинутая в 60-х гг. 20 в. гипотеза т. н. "новой глобальной тектоники", или "тектоники плит", к-рая основана на геофизич. исследованиях океанов. Она предполагает как бы двустороннее "растекание" океанической коры в обе стороны от срединноокеанических хребтов и связанное с этим расширение океанических впадин. Нек-рые учёные считают возможным сосуществование в разных местах, в зависимости от обстановки, "растекания" коры и "океанизации".

Всё большее значение начинает придаваться значит. горизонтальным смещениям блоков земной коры и в развитии обычных геосинклинальных поясов; присутствие в их пределах обширных зон развития ультраосновных изверженных пород и типичный для начальных стадий развития геосинклин. систем т. н. инициальный базальтовый вулканизм расцениваются как показатели заложения геосинклиналей на океанич. коре, подобно совр. океаническим желобам. Согласно этим представлениям, известные ныне складчатые системы геосинклин. поясов являются лишь окраинными структурами некогда обширных океанических впадин, впоследствии замкнувшихся в результате надвигания на них примыкавших материковых массивов, постепенно сблизившихся до соприкосновения.

Т. обр., проблема исторических соотношений материковой и океанической коры далека от решения. Тем более это касается общих причин тектонич. процессов, по поводу к-рых существует множество часто противоречивых предположений (см. Тектонические гипотезы).

В. В. Белоусов. Е. В. Шанцер.

Рельеф Земли. Самые крупные (планетарные) формы рельефа З. соответствуют крупнейшим структурным элементам земной коры. Их морфологические различия определяются различиями строения и истории отдельных участков земной коры, а также направленностью тектонич. движений. Эти подразделения рельефа земной поверхности, в формировании к-рых ведущая роль принадлежит внутренним процессам, носят назв. морфоструктур.

Морфоструктуры планетарного масштаба расчленяются на морфоструктуры более мелкого порядка - отдельные возвышенности, хребты, массивы, плато, впадины и другие, являющиеся всё же относительно крупными формами рельефа. На них накладываются более мелкие разнообразные формы, т. н. морфоскулъптуры, образующиеся преим. под влиянием внешних сил 3., питаемых энергией Солнца.

Морфоструктуры. Крупнейшие неровности поверхности З. образуют выступы материков (суша вместе с шельфом) и впадины океанов. Наиболее крупные элементы рельефа суши - равнинноплатформенные и горные (орогенные) области (см. Геоморфологическую карту).

Равнинно-платформенные области включают равнинные части древних и молодых платформ и занимают ок. 64% площади суши. Преобладают первичноравнинные поверхности, образованные почти горизонтально залегающими толщами осадочных пород. В размещении этих областей наблюдается симметрия: они приурочены к двум широтным поясам, один из к-рых расположен в Сев., а другой - в Юж. полушарии. В Сев. полушарии находятся Северо-Американская, Восточно-Европейская и Сибирская равнинные области, в Южном - Южно-Американская (Бразильская), Африкано Аравийская и Австралийская. В пределах платформенных равнин имеются отдельные низменности и возвышенности, плато, плоскогорья и высоко поднятые массивы (Жигулёвские горы на Восточно-Европейской равнине, горы Путорана на Среднесибирском плоскогорье, горный массив Ахаггар на Африкано-Аравийской платформенной равнине. В целом амплитуда высот поверхности платформенных равнин в 10-20 раз меньше, чем в горных странах.

Среди равнинно-платформенных областей имеются низкие, с абсолютными выс. 100-300 м (Восточно-Европейская, Западно-Сибирская, Туранская, Северо-Амернканская), и высокие, поднятые новейшими движениями коры на выс. 400-1000 м (Среднесибирское плоскогорье, Африкано-Аравийская, Индостанская, значительные части Австралийской и Южно-Американской равнинных областей). В рельефе суши преобладают равнины второго типа. Морфологич. облик низких и высоких равнин резко различен. Высоким равнинам, в отличие от низких, свойственны большая глубина расчленения, ступенчатость поверхности, обусловленная гл. обр. смещениями по разломам, и местами - проявления вулканизма.

Различают древние платформенные равнины, сформировавшиеся на докембрийских платформах (напр., Вост.-Европейская), и молодые - на молодых платформах (напр., Зап.-Сибирская) - более подвижные но сравнению с первыми.

Горные (орогенные) области занимают ок. 36% площади суши. В их пределах выделяются горные сооружения двух типов: молодые, или эпитеосинклинальные, возникшие впервые в орогенном этапе развития геосинклин. систем кайнозоя (горы юга Евразии, запада Сев. н Южной Америки) и горы возрождённые, или эпиплатформенные, к-рые образовались па месте древних выровненных или полуразрушенных складчатых областей различного возраста в результате омоложения и возрождения новейшими движениями земной коры (напр., Тянь-Шань, Куньлунь, горы Южной Сибири и Сев. Монголии в Азии, Скалистые горы в Сев. Америке, нагорья Вост. Африки и др.). Возрождённые горы преобладают по площади над молодыми, что связано с огромным распространением эпиплатформенного орогенеза на неотектоническом этапе развития земной коры (неоген - антропоген). От эпохи, предшествовавшей новейшему горообразованию, в горах этого типа сохраняются поднятые участки древних поверхностей выравнивания. В отличие от молодых гор, для них характерно несоответствие между орографическим планом, строением гидросети и геол. структурой.

Дно океанов подразделяется на подводную окраину материков, зону островных дуг, или переходную зону, ложе океана и срединнооксанические хребты.

Подводная окраина материка (ок. 14% поверхности З.) включает мелководную равнинную в целом полосу материковой отмели (шельф), материковый склон и расположенное на глубинах от 2500 до 6000 м материковое подножие. Материковый склон и материковое подножие отделяют выступы материков, образованные совокупностью суши и шельфа, от основной части океанич. дна, называемой ложем океана.

Зона островных дуг. Ложе океана не во всех областях земного шара непосредственно граничит с материковым подножием. На сохранивших до настоящего времени геосинклин. режим зап. окраинах Тихого ок., в области Малайского арх., Антильских о-вов, моря Скоша и в нек-рых др. районах между материком и ложем океана располагается переходная зона, которая отличается значит. шириной и резкой сменой поднятых н глубоко опущенных участков дна. В этих районах выделяются архипелаги островных дуг. котловины окраинных морен (напр.. Берингова, Охотского н др.), горы п поднятия в их пределах, а также глубоководные желоба. Островные дуги представляют собой молодые горные сооружения, выступающие над водой в виде цепочки о-вов (Курильские, Зондские, Антильские и пр.); глубоководные желоба - длинные и узкие впадины океанич. дна, окаймляющие островные дуги со стороны океана и погружённые на глубину 7-11 км. Нек-рые островные дуги состоят из двух параллельных хребтов (напр., Курильская дуга) или замещаются цепью молодых гор, расположенной вдоль окраины материка (например. Кордильеры на Тихоокеанском побережье Америки). В зоне островных дуг наблюдается самая большая на З. контрастность рельефа.

Собственно ложе океана (ок. 40% поверхности З.) большей частью занято глубоководными (ср. глуб. 3-4 тыс. м) равнинами, к-рые соответствуют океанич. платформам (талассократонам). Выделяются плоские (субгоризонтальные), наклонные и холмистые равнины с колебаниями высот (для последних) до 1000 м. Равнины образуют дно отдельных котловин, к-рые разделены в субширотном и субмеридиональном направлениях подводными возвышенностями, валами н хребтами. Среди равнинных пространств ложа океана возвышаются многочисленные изолированные подводные горы (вулканы), нек-рые из них имеют уплощенные вершины (гайоты).

Крупнейшим элементом подводного рельефа являются срединноокеанические хребты (ок. 10% поверхности 3.). Их суммарная длина составляет более 60 тыс. км. Они представляют собой пологие пилообразные поднятия от неск. десятков до 1000 км шириной, возвышающиеся над дном соседних котловин на 2-3 км. Отдельные вершины хребтов поднимаются над ур. океана в виде вулканич. о-вов (Тристан-да-Кунья, Буве, Св. Елены п др.). Нек-рые звенья системы срединных хребтов отличаются меньшей относит. высотой (низкие срединноокеанич. хр.), отсутствием рифтовых нарушений и меньшим расчленением.

Каждый из срединных хребтов имеет своё продолжение в области коры материкового типа: рифтовые нарушения Восточно-Тихоокеанского поднятия прослеживаются в структурах Калифорнийского побережья СТА, нарушения Центральноиндийского хребта - в грабенах -рифтах Аденского зал., Красного м. и в разломах Вост. Африки, нарушения Срединно-Атлантич. хр. - на о. Шпицберген.

В строении поверхности З. огромную роль играют глубинные разломы, рассекающие всю земную кору и нередко уходящие в мантию. Они разделяют кору на отдельные глыбы, хорошо выраженные в рельефе. С ними, в частности, связаны прямолинейные участки вочертаниях материков. На дне океанов крупнейшие разломы протягиваются на тысячи км в широтном и субширотном направлениях и выражены в рельефе в виде уступов, узких впадин и возвышающихся над ними хребтов. Эти разломы пересекают срединноокеанич. хребты, разбивая их на отдельные сегменты, сдвинутые один относительно другого на десятки и сотни км.

Морфоскульптуры. Наибольшую роль в формировании морфоскульптур играет работа рек и врем. потоков. Они создают широко распространённые флювиальные (эрозионные и аккумулятивные) формы (речные долины, балки, овраги н др.). Большое распространение имеют ледниковые формы, обусловленные деятельностью совр. и древних ледников, особенно покровного типа (сев. часть Евразии и Сев. Америки). Они представлены долинами-трогами, "бараньими лбами" и "курчавыми" скалами, моренными грядами, озами и др. На огромных терр. Азии н Сев. Америки, где распространены многолетнемёрзлые толщи пород, развиты разнообразные формы мерзлотного (криогенного) рельефа. Для пустынных и полупустынных областей З. характерны т. н. аридные формы, в создании к-рых решающую роль играют интенсивное физич. выветривание, деятельность ветра и врем. потоков.

Внешние процессы на суше в значительной мере обусловлены климатич. особенностями местности, в связи с чем области распространения морфоскульптур определённого типа распределены по поверхности 3. достаточно закономерно.

На дне океанов морфоскульптуры образуются под влиянием береговых абразионно-аккумулятивных процессов, деятельности мутьевых (суспензионных) потоков, воздействия придонных течении и др .

Т. К. Захарова.

Биосфера

Важнейшая особенность 3. как планеты - наличие биосферы - оболочки, состав, строение п энергетика к-рой в существенных чертах обусловлены деятельностью живых организмов. Границы её понимаются различно, в зависимости от подхода к её изучению. Наиболее полно значение этой оболочки выявлено в учении о биосфере, созданном В. II. Вернадским. Биосфера включает в себя не только область приповерхностного сосредоточения совр. жизни, но и части др. геосфер, в к-рые проникает живое вещество и к-рые преобразованы в результате его былой деятельности. Т. о. биосфера объединяет не только живые организмы, но и всю среду их совр. н былого обитания. По В. И. Вернадскому, эта "сфера жизни" объединена биогенной миграцией атомов. Живое вещество реально проявляется в виде отдельных (дискретных) живых организмов, различающихся составом, строением, образом жизни и принадлежащих к различным видам. На З. существует (по разным данным) от 1,2 до 2 млн. видов животных н растений. Из них иа долю растений приходится примерно ¼ или ⅓ общего числа видов. Из животных по числу описанных видов первое место занимают насекомые (ок. 750 000), второе - моллюски (по разным данным, от 40 000 до 100 000), затем идут позвоночные (60 000-70 000 видов). Из растений на первом месте - покрытосеменные (по разным данным, от 150 000 до 300 000 видов), затем грибы (от 70 000 до 100 000 видов). Числом видов растений и животных измеряется богатство флоры и фауны. Однако обилие видов ещё не означает обилия особей, так же как и бедность флоры и фауны видами может сопровождаться чрезвычайным обилием особей. Поэтому для характеристики растительности и животного мира, в отличие от флоры и фауны, пользуются понятиями биомассы (общей массы организмов) и биологической продуктивности - способности организмов к воспроизводству биомассы в единицу времени (на единицу площади или объёма местообитания). По биомассе организмы распределяются иначе, чем по числу видов: биомасса растений на суше значительно больше, чем животных.

Биосфера как область наблюдаемой на З. максимальной изменчивости условий и состояния вещества включает твёрдое, жидкое и газообразное вещество и имеет мозаичное строение, в основе к-рого лежат различные биогеоценозы - комплексы живых организмов и неорганич. компонентов, взаимосвязанных обменом веществ и энергии. Это - единая организованная система, способная к саморегулированию.

Вещество биосферы неоднородно по структуре; оно делится на живое (организмы), биогенное (созданное живыми организмами), биокосное (результат совместного действия биологич. и неорганич. процессов) и косное (неорганическое). Геологич. роль живого вещества проявляется в ряде биогеохимич. функций. Через посредство живых организмов (гл. обр. через фотосинтез) солнечная энергия вводится в физико-химич. процессы земной коры, а затем перераспределяется через питание, дыхание и размножение организмов, вовлекая в процесс большие массы косного вещества (см. Круговорот веществ). Живые организмы распространены во всех доступных им областях З., близких к областям термодинамич. устойчивости жидкой воды (за исключением, по-видимому, областей перегретых подземных вод), и в ряде областей с темп-рой ниже 0 °С. Условия среды, в к-рых возможно проявление жизнедеятельности организмов,- поле устойчивости жизни - расширяется с возрастанием её приспособляемости в ходе эволюции. Границы биосферы расширялись в процессе эволюции З. не только за счёт прямой приспособляемости организмов к более суровым условиям, но и за счёт создания защитных оболочек, внутри к-рых возникают особые условия, отличающиеся от условий окружающей среды. Этот процесс наибольший размах принял с появлением человека, к-рый способен существенно расширять сферу своего обитания.

К. П. Флоренский.

Географическая оболочка

Носителем наиболее своеобразных и характерных особенностей З. является её географическая (ландшафтная) сфера, заключающая в себе несмотря на малую относительную толщину самые яркие индивидуальные черты З. В пределах этой сферы происходит не только тесное соприкосновение трёх геосфер - нижних разделов атмосферы, гидросферы и земной коры, но и частичное перемешивание и обмен твёрдыми, жидкими и газообразными компонентами. Ландшафтная сфера поглощает основную часть лучистой энергии Солнца в пределах волн видимого диапазона и воспринимает все прочие космич. влияния. В ней же проявляются тектонич. движения, обязанные энергии радиоактивного распада в недрах З., перекристаллизации минералов и т. д.

Энергия различных источников (гл. обр. Солнца) претерпевает в пределах ландшафтной сферы многочисленные трансформации, превращаясь в тепловую, молекулярную, химическую, кинетическую, потенциальную, электрическую формы энергии, в результате чего здесь сосредоточивается тепло, притекающее от Солнца, и создаются разнообразные условия для живых организмов. Геогр. оболочке свойственны целостность, обусловленная связями между её компонентами, и неравномерность развития во времени и пространстве.

Неравномерность развития во времени выражается в присущих этой оболочке направленных ритмичных (периодических - суточных, месячных, сезонных, годовых и т. п.) и неритмичных (эпизодических) изменениях. Как следствие этих процессов формируются разновозрастность отдельных участков геогр. оболочки, унаследованность хода природных процессов, сохранение реликтовых черт в существующих ландшафтах. Знание осн. закономерностей развития геогр. оболочки позволяет во многих случаях прогнозировать природные процессы.

Благодаря разнообразию условий, создаваемых рельефом, водами, климатом и жизнью, ландшафтная сфера пространственно дифференцирована сильнее, чем во внешних и внутренних геосферах (кроме верхней части земной коры), где материя в горизонтальных направлениях отличается относительным однообразием.

Неравномерность развития геогр. оболочки в пространстве выражается прежде всего в проявлениях горизонтальной зональности и высотной поясности. Местные особенности (условия экспозиции, барьерная роль хребтов, степень удаления от океанов, специфика развития органич. мира в том или ином районе З.) усложняют структуру геогр. оболочки, способствуют образованию азональных, интразональных, провинционных различий и приводят к неповторимости как отдельных регионов, так и их сочетаний.

Типы ландшафта, к-рые выделяются в ландшафтной сфере, различны по рангам. Наиболее крупное деление связано с существованием и размещением материков и океанов. Далее оно обязано шарообразной форме З. и проявляется в разном количестве тепловой энергии, поступающей на её поверхность. Благодаря этому образуются тепловые пояса, распространяющиеся циркумполярно: жаркий, 2 умеренных и 2 холодных. Однако термич. различия определяют собой не все существенные черты ландшафта. Сочетание сферич. формы З. с её вращением вокруг оси создают, помимо термич., заметные динамич. различия, возникающие прежде всего в атмосфере и гидросфере, но распространяющие своё влияние и на сушу. Так складываются климатич. пояса, каждому из к-рых свойственны особый режим тепла, свои воздушные массы, особенности их циркуляции и, как следствие этого,- своеобразная выраженность и ритмика ряда геогр. процессов: биогеохимич., геоморфологич., испаряемости, вегетации растительности, миграции животных, круговоротов органич. и минерального вещества и др.

В полярных (арктич., антарктич.), умеренных, тропических и экваториальном поясах в течение круглого года господствуют или преобладают формирующиеся в них одноимённые массы воздуха. Между этими поясами располагаются переходные пояса, где в течение года закономерно чередуются воздушные массы смежных поясов; это находит отражение в наименованиях переходных поясов с применением приставки "суб" (субполярные, субтропич. и субэкваторнальные пояса).

Членение З. на широтные климатич. пояса оказывает столь существенное влияние на прочие стороны ландшафта, что деление природы З. по всему комплексу признаков на пояса физико-географические почти соответствует климатич. поясам, в основном совпадая с ними по числу, конфигурации и названиям. Географич. пояса существенно различаются по многим признакам в Сев. и Юж. полушариях З., что позволяет говорить об асимметрии географич. оболочки.

Дальнейшее выявление горизонтально-зональных различий происходит в прямой зависимости от размеров, конфигурации суши и от связанных с этим различий в количестве влаги и режиме увлажнения. Здесь наиболее резко выступает влияние секторных различий между приокеанич., переходными и континентальными частями (секторами) материков. Именно в конкретных условиях отдельных секторов формируются разнородные участки географич. поясов суши, именуемые физико-географич. зонами. Многие из них одноимённы с зонами растительности (лесная, степная и др.), но это отражает лишь физиономич. представленность растительного покрова в облике ландшафта.

Горизонтальная зональность внутри различных географич. поясов проявляется по-разному. Отдельные зоны и подзоны полярных и субполярных поясов протягиваются параллельно их простиранию и сменяют одна другую циркумполярно. В умеренном поясе, к-рый на суше развит преим. в Сев. полушарии, широтное простирание зон свойственно только континентальному сектору. В переходных секторах простирание зон переходит в диагональное по отношению к градусной сети, а в приокеанич., особенно в их более низких широтах, зоны сменяют одна другую с долготой.

Примерами физико-географич. зон Сев. полушария могут служить: в арктич. поясе - зоны ледяных и арктич. пустынь; в субарктич. поясе - зоны тундры (с подзонами арктич., мохово-лишайниковой и кустарниковой тундры) и лесотундры; в умеренном поясе - зоны: лесная (с подзонами редколесий, нескольких типов тайги, смешанных и лиственных лесов), лесостепная, степная (с подзонами разнотравных и сухих степей), полупустынная и пустынная (с подзонами сев. и юж. пустынь).

В субтропич. поясах смена зон происходит преим. с долготой; напр., в субтропиках Евразии и Сев. Африки с З. на В. сменяются влажные лесные субтропики, полусухие (средиземноморские) лесокустарниковые субтропики и субтропич. зоны лесостепи, степей, полупустынь и пустынь. Тропич. пояса выражены гл. обр. во внутриконтиненталъных секторах материков. В субэкваториальных поясах в зависимости от конфигурации суши встречаются сложные сочетания членения на широтные зоны (от сухих и более влажных саванн и редколесий к муссонным лесам) и на разнородные секторные варианты ландшафта (лесные в океанич. и сухосаванновые в континентальных секторах). В экваториальном поясе отмечаются преим. секторные различия.

В соотношениях тепла и увлажнения зон наблюдаются нек-рые пространств. аналогии; так, зоны с относит. равновесием тепла и увлажнения, где тепла хватает как раз для испарения влаги, не удалённой стоком, закономерно повторяются и разных поясах (лесостепи, саванны).

Пояса, аналогичные геогр. поясам суши, прослеживаются и в Мировом океане. Их положение определяется теплом, испарением, облачностью, солёностью и плотностью воды, к-рые в осн. являются функцией радиан, баланса; господствующими ветрами и мор. течениями; вертикальной циркуляцией воды, содержанием в ней кислорода, планктона и высших организмов, а на дне также бентоса. Обычно эти условия изменяются с широтой постепенно, а мор. течения, подчиняясь силе Корнолиса и в соответствии с очертаниями берегов, выходят за пределы поясов господствующих ветров и оказывают существенное влияние в др. поясах. Поэтому для определения границ геогр. поясов в океане более важны линии конвергенции (сходимости) осн. водных масс, кромки многолетних (летом) и сезонных (зимой) льдов в приполярных областях, широтные оси центров действия атмосферы. По ту и другую сторону от этих осей ветры имеют (при господствующем зап.-вост. переносе) противоположное направление.

Д. Л. Арманд, Ю. К. Ефремов.

 

IV. ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ИСТОРИЯ И ЭВОЛЮЦИЯ ЖИЗНИ НА ЗЕМЛЕ Геологическая история Земли

Геол. история З. восстанавливается на основании изучения горных пород, слагающих земную кору. Абс. возраст самых древних из известных в наст. время горных пород составляет ок. 3,5 млрд. лет, а возраст З. как планеты оценивается в 4,5 млрд. лет. Образование З. и начальный этап её развития относятся к догеологичсской истории. Геол. история З. делится на дан неравных этапа: докембрий, занимающий ок. 5/6 всей геол. истории (ок. 3 млрд. лет), и фанерозой (см. Фанерозойский эон), охватывающий последние 570 млн. лет. Докембрий делится на архей и протерозой. Фанерозой включает палеозойскую, мезозойскую и кайнозойскую эры (см. Геохронология).

Наиболее изучена история материковой части земной коры, в пределах к-рой ок. 1500-1600 млн. лет тому назад закончилось в основном образование древних (дожембрийских) платформ, составивших основные массивы совр. материков. Это: Вост.-Европейская (Русская) в Европе; Сибирская, Китайско-Корейская, Южно-Китайская и Индийская в Азии; Африканская, Австралийская, Южно- и Северо-Американская (Канадская), а также Антарктическая платформы. История земной коры материков в значит. степени определяется развитием её геосинклинальных поясов, состоящих из отдельных геосинклинальных систем. Эволюция всех геосинклин. систем начинается длительным геосинклинальным этапом заложения и развития глубоких субпараллельных прогибов, или геосинклиналей, разделённых поднятиями (геоантиклиналями) н обычно заполненных морем, в водах к-poгo отлагались мощные толщи осадочных и вулканич. пород. Затем геосинкл. система претерпевала интенсивную складчатость, к-рая преобразовывала её в складчатую систему (складчатое сооружение), вступала в стадию горообразования (орогенеза) и высоко вздымалась в Целом в виде горной страны. На этом заключительном орогенном этапе только кое-где в новообразованных внутренних (межгорных) впадинах и формирующихся вдоль окраин соседних платформ передовых (краевых) прогибах накапливались гл. обр. грубообломочные отложения и на обширных площадях развивался связанный с разломами земной коры т. н. орогенный вулканизм. С концом орогенного этапа складчатая система теряла былую тектонич. подвижность, её рельеф постепенно выравнивался денудацией, и она превращалась в фундамент молодой платформы, внутри к-рой впоследствии обособлялись участки, перекрывавшиеся вновь отложенным платформенным чехлом (плиты).

Развитие большинства фанерозойских геосинклин. систем укладывается в рамки немногих обобщённых тектонических циклов планетарного значения. Хотя начало и конец каждого из них в разных случаях разнятся на десятки Млн. лет, в целом они являются естественными стадиями общей эволюции структуры материковой коры. Два из них - каледонский и герцинский - приходятся на палеозойскую эру (570-230 млн. лет назад). Завершившие их каледонская и герцинская складчатости сформировали фундаменты самых обширных и типичнее всего построенных эпипалеозойских молодых платформ. Всю последующую тектоническую историю часто рассматривают как единый альпийский цикл. Однако он отчётливо распадается на частные циклы не всеобщего значения, в значительной степени перекрывающие друг друга хронологически, но имеющие вполне самостоятельное значение в развитии определённых регионов земного шара. Первый из них наиболее характерен для геосинклинального пояса, окружающего Тихий океан. Начало его относится к последнему отрезку палеозойской эры - пермскому периоду и совпадает по времени с завершающими этапами герцинского цикла в других областях. Но основная часть приходится уже на мезозойскую эру (230-70 млн. лет назад), почему и сам цикл и завершающая его складчатость называются обычно мезозойскими. Мезозойские складчатые системы до сих пор отличаются гористым рельефом, и настоящие эпимеаозойские плиты с хорошо развитым платформенным чехлом мало распространены. Другой, собственно альпийский цикл развития наиболее типичен для Средиземноморского геосинклинического пояса, протянувшегося из Юж. Европы через Гималаи в Индонезию, и менее типично проявился в нек-рых геосинклии. системах Тихоокеанского побережья. Его начало приходится на ранний мезозой, а окончание - на разные отрезки последней, кайнозойской эры геологич. прошлого.

Лишь в немногих альпийскихгеосинклин. системах существуют ныне развивающиеся геосинклинали (напр., глубоководные впадины внутренних морей типа Средиземного). Подавляющее их большинство переживает орогенный этап и на их месте расположены высокие и интенсивно растущие горные системы - области молодой кайнозойской, или альпийской, складчатости. Современные геосинклинальные системы (или области) сосредоточены преим. по зап. периферии Тихого океана, в меньшей мере - в других приокеанических районах. Иногда их также причисляют к площадям кайнозойской складчатости, хотя они и находятся в наиболее активной стадии геосинклин. развития.

После окончания цикла геосинклин. развитие может повториться, но всегда какая-то часть геосинклин. областей в конце очередного цикла превращается в молодую платформу. В связи с этим в течение геол. истории площадь, занятая геосинклиналями, уменьшалась, а площадь платформ увеличивалась. Именно геосинклин. системы являлись местом образования и дальнейшего нарастания континент. коры с сё гранитным слоем. Периодич. характер вертик. движений в течение тектонич. цикла (преимуществ. опускание в начале и преимуществ. поднятие в конце цикла) каждый раз приводил к соответств. изменениям рельефа поверхности, к смене трансгрессий и регрессий моря. Те же периодич. движения влияли на характер отлагавшихся осадочных пород, а также на климат, к-рый испытывал периодич. изменения. Уже в докембрии тёплые эпохи прерывались ледниковыми. В палеозое оледенение охватывало по временам Бразилию, Южную Африку, Индию) и Австралию. Последнее оледенение (в Сев. полушарии) было и антропогене [см. Антпропогеновая система (период)].

Первая половина каждого тектонич. цикла проходила па материках в общем под знаком наступания моря, к-рое заливало и на платформах, и в геосинклиналях всё большую площадь. В каледонском цикле наступание моря развивалось в течение кембрийского и ордовикского периодов, в герцинском цикле - в течение второй половины девонского периода и начале каменноугольного, в мезозойском - в течение триасового периода и начале юрского, в альпийском - в течение юрского и мелового периодов, в кайнозойском - в течение палеогенового периода. В морях сначала преобладало отложение песчано-глинистых осадков, к-рые, по мере увеличения площади морей, уступали своё место известнякам. Когда в середине цикла поднятия земной коры становились преобладающими, начиналось отступание моря, площадь суши увеличивалась н в геосинклиналях возникали горы. К концу тектонич. цикла почти повсеместно материки освобождались от морских бассейнов. Соответственно менялся и характер возникающих во впадинах осадочных пород. Сперва это были ещё морские осадки, но не известняки, а пески и глины. Породы становились всё более грубозернистыми. В конце тектонич. цикла морские осадки почти всюду сменялись континентальными. Такой процесс изменения осадков в сторону всё более грубых и, наконец, континентальных в каледонском цикле происходил в силурийском периоде и начале девонского, в герцинском цикле - в конце каменноугольного, пермском и начале триасового периода, в альпийском цикле - в течение кайнозоя, в мезозойском цикле - в меловом периоде, а в кайнозойском - в неогеновом периоде. В конце цикла образовались также хемогенные лагунные отложения (соль, гипс), являвшиеся продуктом выпаривания солей из воды замкнутых и мелководных морских бассейнов.

Периодические изменения условий образования осадков вели к сходству между осадочными формациями, принадлежащими одинаковым стадиям разных тектонич. циклов. А это в ряде случаев вело к повторному возникновению залежей полезных ископаемых осадочного происхождения. Напр., наибольшие залежи углей приурочены к той стадии герцинского и альпийского циклов, когда преобладание от погружений земной коры только что перешло к поднятию (середина и конец каменноугольного периода в герцинском цикле и палеогеновый период в альпийском). Образование больших залежей поваренной и калийной солей было приурочено к концу тектонич. цикла (конец силурийского периода и начало девонского в каледонском цикле, пермский период и начало триасового в герцинском, неогеновый и антропогеновый периоды в альпийском).

Однако сходство осадочных формаций, принадлежащих к одной стадии разных циклов, не полное. Благодаря поступательной эволюции животного и растительного мира от цикла к циклу менялись породообразующие организмы, менялся и характер воздействия организмов на горные породы. Напр., отсутствие соответствующего растительного покрова на материках в раннем палеозое явилось причиной отсутствия в каледонском цикле залежей угля, к-рые характерны для герцинского и более поздних циклов.

Преобразованием тектонич. подвижных зон материковой коры в платформы не ограничиваются закономерности её развития. Многие геосинклин. системы, напр. в Верхоянско-Колымской области и в значи., части Средиземноморского геосинклин. пояса, закладывались в теле более древних складчатых сооружений, включая и древние платформы, реликтами к-рых являются нек-рые внутр. массивы. Наряду с такой ассимиляцией участков соседних платформ геосинклин. системами обширные зоны внутри этих последних испытывали временами тектоническую активизацию, выражающуюся в значительных относительных вертикальных перемещениях крупных блоков по системам разломов и общих поднятиях, приводящих к возникновению на месте ранее выровненных пространств горного рельефа. Подобный эпиплатформенный орогенез сильно отличается от выше охарактеризованного эпигеосинклинального отсутствием настоящей складчатости и сопровождающих её явлений глубинного магматизма, а также слабым проявлением вулканизма.

Процессы тектонической активизации неоднократно на протяжении геологич. истории охватывали платформы. Особенно ярко они проявились в конце неогена, когда на платформах снова поднялись высокие горы, образовавшиеся ещё в конце каледонского или герцинского циклов и с тех пор выровненные (напр., Тянь-Шань, Алтай, Саяны и мн. др.); тогда же на платформах образовались Крупные системы грабенов - рифтов, указывающие на процесс глубокого раскалывания земной коры (Байкальская система рифтов, Восточно-Африканская зона разломов).

Процесс сокращения площади, занятой геосинклиналями, и соответственно роста площади платформ подчинялся нек-рой пространственной закономерности: образовавшиеся в среднем протерозое на месте архейских геосинклиналей первые устойчивые платформы в дальнейшем играли роль "очагов стабилизации", к-рые с периферии обрастали всё более молодыми платформами. В результате к началу мезозоя геосинклинальные условия сохранились в двух узких, но протяжённых поясах - Тихоокеанском и Средиземноморском (см. Тихоокеанский геосинклинальный пояс, Средиземноморский геосинклинальный пояс).

Под влиянием взаимодействия внутренних и внешних сил природа земной поверхности изменялась на протяжении всей геологич. истории. Неоднократно изменялся рельеф, очертания материков и океанов , климат, растительность и животный мир. Развитие органич. мира было тесно связано с основными этапами развития З., среди к-рых выделяют длительные периоды относительно спокойного развития и периоды сравнительно кратковрем. перестроек земной коры, сопровождаемых изменениями физико-географич. условий на её поверхности.

В. В. Белоусов, Е. В. Шанцер.

История развития органического мира

О возникновении жизни на З. и начальных этапах её развития можно только строить гипотезы (например,- А. И. Опарина о происхождении жизни). Биологической эволюции предшествовал длительный этап эволюции химической, связанный с появлением в водных бассейнах аминокислот, белков и др. органич. соединений. Первичная атмосфера, по-видимому, состояла преим. из метана, углекислого газа, водяного пара, водорода; кислород находился в связанном состоянии. На одном из этапов развития сложные органич. молекулы приобрели способность создавать себе подобные, т. е. превратились в первичные организмы; они по-видимому, состояли из белка и нуклеиновых кислот и обладал" способностью к наследственной изменчивости (см. Мутация). Под действием естественного отбора выживали более совершенные первичные живые организмы, вначале питавшиеся за счёт органич. веществ (гетеротрофные организмы). Позднее возникли организмы, способные синтезировать путём хемосинтеза или фотосинтеза из неорганических веществ органические (автотрофные организмы). Побочный продукт фотосинтеза - свободный кислород - накапливался в атмосфере. После возникновения автотрофных организмов появились широкие возможности для эволюции растений и животных.

История жизни восстанавливается по остаткам животных и растений и следам их жизнедеятельности, сохранившимся в осадочных и очень редко в метаморфич. горных породах. Ископаемые остатки организмов, некогда населявших З., служат своеобразной летописью развития жизни на З. в течение многих млн. лет. Эта геологич. летопись крайне не совершенна и отличается неполнотой, т. к. большое число организмов, особенно бесскелетных, исчезло бесследно. Огромный по времени докембрийский этап- криптозой (ок. 3 млрд. лет) - палеонтологически документирован очень слабо.

Наиболее древние следы жизнедеятельности организмов обнаружены в породах архея, возраст к-рых определяется от 2,6 до 3,5 и более млрд. лет; они представлены остатками бактерий и сине-зелёных водорослей. Более разнообразны органич. остатки, найденные в породах протерозоя, к-рый был временем господства бактерий и водорослей. В нижнем протерозое представлены преим. продукты жизнедеятельности водорослей (строматолиты) и бактерий (в частности, железобактерий, образовавших нек-рые залежи руд).

Схема исторического развития высших растении; 925-1.jpg - кембрийский период; О - ордовикский период; S - силурийский период; D - девонский период; С - каменноугольный период; Р - пермский период; Т - триасовый период; J - юрский период; К - меловой период; 925-2.jpg- палеогеновый период; N - неогеновый период; Л - антропогеновый период.

925-3.jpg

925-4.jpg

Схема исторического развития позвоночных животных: 1-бесчелюстные; 2-плакодермы; 3 -хрящевые; 4 -акантоды; 5 -лучепёрые; 6 -двоякодышащие; 7 - кистепёрые:8 -земноводные: 9 -котилозавры; 10 -черепахи; 11 -зверообразные: 12 -проганозавры; 13-ихтиозавры; 14-завроптеригии; 15-чешуйчатые; 16-архозавры (16а-текодонты, 16б - крокодилы, 16в - динозавры, 16г - летающие ящеры); 17 - древние птицы (ящероптицы); 18-зубатые и новые птицы; 19-многобугорчатые; 20-однопроходные;21- сумчатые; 22 - трёхбугорчатые; 23 - плацентарные.

По-видимому, в протерозое возникли первые многоклеточные животные, т. к. в отложениях конца протерозоя (вендский комплекс, Эдиакара в Юж. Австралии и др.) найдены отпечатки и ядра ряда бесскелетных животных - губок, медуз, кораллов, червей и нек-рых др. организмов неясного систематич. положения. По преобладанию остатков медуз конец протерозоя называют "веком медуз". По-видимому, в протерозое существовали и др. организмы, т. к. в отложениях раннего палеозоя найдены остатки и следы жизнедеятельности представителей почти всех типов животногоцарства, свидетельствующие о том, что возникновение и становление мн. типов произошло значительно раньше.

Возможно, что все организмы протерозоя ещё не имели твёрдого скелета и поэтому известно о них очень мало. К концу криптозоя произошли крупные палеогеографич. изменения, связанные с завершением байкальского тектонич. цикла. Вероятно, к этому же времени изменился состав атмосферы в результате широкого развития фотосинтезирующих растений (увеличилось содержание кислорода и соответственно уменьшилось количество углекислого газа) и химич. состав морской воды.

Исключительно важным событием в истории развития органич. мира было появление на рубеже докембрия и фанерозоя ряда групп организмов, обладавших органич. или минеральным скелетом. Многочисленные органич. остатки из отложений фанерозоя позволяют не только восстанавливать историю развития органич. мира, но и подразделять её на определённые этапы (эры, периоды и т. д.), помогают производить палеогеографич. реконструкцию (определять границы морей и континентов, климатич. зон, восстанавливать историю морских бассейнов и материков, выяснять образ жизни и условия существования организмов в прошлом).

Эволюция протекала как процесс приспособительный, или адаптивный, и основными его факторами были наследственная изменчивость, борьба за существование и естественный отбор. Конкретные пути эволюции были различными. Иногда происходили очень крупные качественные преобразования организмов (напр., появление теплокровности), обычно называемые ароморфозами (или арогенезами), которые приводили к общему повышению организации, возникновению принципиально новых связей со средой. Более обычным путём эволюции было формирование приспособлений, не связанных с какими-либо существенными изменениями организации, но способствовавших более широкому расселению организмов и приспособлению к более разнообразным условиям (идиоадаптации). Ароморфозы и идиоадаптации являются двумя сторонами одного и того же процесса приспособления.

ПОЯСНЕНИЯ К ТЕКТОНИЧЕСКОЙ КАРТЕ МИРА

МАТЕРИКИ (Области с почти повсеместным развитием коры материкового типа)

Докембрийские платформы

Выступы фундамента (щиты)

1- архейского

2 - нижнепротерозойского

3- архейского и нижнепротерозойского без расчленения

4 - верхнепротерозойского (гренвильского, байкальского)

Плиты

5- с нижне- и верхнепротерозойским чехлом

6 - с относительно маломощным верхнепротерозойским и фанерозойским чехлом (склоны щитов и антеклиз)

7 - с мощным верхнепротерозойским и фа-нерозойским чехлом (синеклизы)

8а - с очень мощным верхнепротерозойским и фанерозойским чехлом

86- частично с корой субокеанического типа

Области палеозойской складчатости

9. Ранне- и среднепалеозойские (каледонские) складчатые сооружения

10. Позднепалеозойскле (герцинские) впадины на каледонском складчатом фундаменте

11. Позднепалеозойские (герцинские) складчатые сооружения

12. Срединные массивы в областях лоздне-палеозойской складчатости

13. Герцинские передовые прогибы

 

Области мезозойской складчатости

14. Складчатые сооружения

15. Срединные массивы

16. Передовые прогибы и внутренние впадины

Эпипалеозойские и эпимезозойские плиты

17 - с чехлом незначительной и умеренной мощности

18 - с чехлом значительной мощности

Области кайнозойской складчатости

19. Раннекайнозойские (ларамийские) и позднекайнозойские (собственно альпийские) складчатые горные сооружения

20. Срединные массивы в областях кайнозойской складчатости

21. Кайнозойские передовые и межгорные прогибы

Современные геосинклинальные области

22. Геоантиклинальные зоны

23. Глубоководные желоба (некомпенсированные внешние прогибы)

24. Глубоководные впадины внутренних и окраинных морей (с корой субокеанического типа)

 

 

ВПАДИНЫ ОКЕАНОВ (Области с преобладанием коры океанического и близкого к ней типа)

25. Океанические платформы, плиты (та-лассократоны)

26. То же с повышенной мощностью осадочного покрова

27. Сводовые поднятия в их пределах

28. Глыбовые поднятия в их пределах

29. Относительно приподнятые участки ложа океанов с субконтинентальной корой

30. Современные срединноокеанические рифтовые пояса с осевыми грабенами и межматериковые рифтовые зоны

31. То же без осевых грабенов

Мезозойский и кайнозойский вулканизм

32. Мезозойский трапповый вулканизм платформ

33. Кайнозойский вулканизм платформ ц рифтовых зон материков

34. Мезозойский орогенный вулканизм

35. Кайнозойский орогенный вулканизм

36. Позднемеловой и кайнозойский вулканизм океанических плит и срединноокеанических рифтовых поясов

Дополнительные обозначения

37. Современные и кайнозойские материковые рифтовые зоны

38. Мезозойские и более древние материковые рнфтовые зоны (грабены, авлакогены)

39. То же погребённые

40. Зоны кайнозойского горообразования в областях докайнозойских материковых платформ

41. Периокеанические прогибы

42. Зоны сочленения материковых массивов с океаническими впадинами (материковый склон)

43. Крупнейшие глубинные разломы

44. Предполагаемые глубокие крупные paзломы и трещины, контролирующие расположение цепей вулканов

Изучение организмов геологич. прошлого позволило установить неодинаковую скорость эволюции как в целом, так и в пределах разных типов растений и животных; эволюция, как правило, шла от простого к более сложному, но иногда в связи с приспособлением к иному образу жизни (малоподвижному, паразитическому) более сложные формы давали начало более простым; новые группы обычно возникали из относит. простых, неспециализированных форм; развитие одних форм всегда сопровождалось вымиранием других, менее приспособленных; эволюция в целом монофилетична (см. Монофилия) и, как всякое развитие,- процесс необратимый.

Палеозойская эра по характеру органич. мира отчётливо разделяется на два этапа. Для первого этапа (кембрий, ордовик и силур), совпадающего с каледонским тектонич. циклом, характерны преим. морские организмы. Продолжают существовать различные микроорганизмы и синезелёные водоросли; появляются фораминиферы (агглютинирующие), радиолярии, археоциаты, губки, мшанки, кишечнополостные, моллюски, членистоногие, иглокожие. Особенно характерны табуляты, ругозы, эндоцератоидеи, актиноцератоидеи, трилобиты, плеченогие, морские пузыри и граптолиты. В ордовике появляются первые позвоночные - бесчелюстные рыбообразные с двухкамерным сердцем и просто устроенным головным мозгом, защищённым впервые возникшей мозговой капсулой. Дальнейшее развитие морских позвоночных шло по пути усложнения головного мозга (цефализация), кровеносной системы и всех остальных органов. В конце силура и в начале девона, когда на значит. территории 3. мор. режим сменяется континентальным (конец каледонского цикла), мн. представители названных групп вымирают. В конце силура одновременно появляются первые настоящие рыбы, имеющие челюсти.

Второй этап - поздний палеозой, совпадает с герцинским тектонич. циклом и характеризуется дальнейшей эволюцией органич. мира, появлением и широким распространением наземных растений и животных. В начале девона распространилась первая наземная флора - псилофитовидная, в состав к-рой входили также примитивные плауновидные, членистостебельные и прапапоротники; в начале позднего девона эта флора сменилась археоптерисовой (наз. по характерному растению - археоптерису). Появляются первые насекомые и наземные хелицеровые (скорпионы, пауки, клещи). В морях резко сокращается количество трилобитов и граптолитов, но возникает ряд новых групп, в частности аммонитоидеи из головоногих. Особенно характерно для девона появление и быстрое развитие рыб (панцирных, лучепёрых, кистепёрых, двоякодышащих), в связи с чем девонский период иногда наз. "веком рыб". Существенным преимуществом рыб по сравнению с бесчелюстными было наличие челюстей и более сложного мозга, состоявшего из 5 отделов.

В конце девона от кистепёрых произошли первые наземные четвероногие - лабиринтодонты, относимые к земноводным; по-видимому, их размножение, так же как у совр. форм, было тесно связано с водой, в к-рой развивались личинки и проходил дальнейший метаморфоз; газообмен осуществлялся примитивными лёгкими и влажной кожей; передний отдел головного мозга, возможно, был разделён на два полушария.

Конец палеозоя (карбон и пермь) был этапом завоевания суши разными группами организмов и в первую очередь растениями. Развилась растительность лесного типа, в к-рой господство принадлежало споровым растениям - плауновидным, членистостебельным и примитивным голосеменным (кордаитовым и птеридоспермам), В среднем и позднем карбоне обособились три ботанико-географич. провинции: Тропическая, с флорой еврамерийского и катазиатского типов, и две внетропические - северная (Ангарская) и южная (Гондванская). В Тропич. провинции преобладали древесные плауновидные (лепидодендроны и сигиллярии), членистостебельные (каламитовые) и разнообразные птеридоспермы; в Ангарской - кордаитовые, в Гондванской - глоссоптериевые. С расцветом растительности становятся многочисленными многие наземные беспозвоночные, в первую очередь членистоногие (насекомые). Большого разнообразия достигли земноводные. В карбоне от них произошли первые пресмыкающиеся (котилозавры), тело к-рых было покрыто ороговевшей кожей (что предохраняло их от потери влаги). Вероятно, они, как и совр. пресмыкающиеся, размножались на суше; яйца их были защищены известковой скорлупой, дыхание осуществлялось только лёгкими; более совершенными стали кровеносная и нервная системы.

В середине пермского периода, совпадавшего с завершением герцинского тектонич. цикла, размеры морей сократились, значительно увеличилась площадь материков. Всё более широкое распространение получили настоящие голосеменные - хвойные, гинкговые, цикадовые и беннеттитовые. Большого разнообразия достигли пресмыкающиеся, ряд групп к-рых характерен только для Перми. В конце пермского периода произошли значит. изменения в мор. фауне. Вымерли ругозы, табуляты, мн. группы мор. лилий, мор. ежей, плеченогих, мшанок, последние представители трилобитов, ряд хрящевых рыб, древних лучепёрых, ряд кистепёрых и двоякодышащих рыб, земноводных и пресмыкающихся. Для начала мезозойской эры (триасовый период), связанного с началом мезозойского тектонич. цикла, характерно существенное обновление мор. фауны. Появились новые группы фораминифер, шестилучевых кораллов, более разнообразными стали радиолярии, брюхоногие, двустворчатые и головоногие моллюски. Возникли группы водных пресмыкающихся: черепахи, крокодилы, ихтиозавры и зауроптеригии; на суше - новые группы насекомых, первые динозавры и примитивные млекопитающие (триконодонты, представленные очень мелкими и редкими формами).

ПОЯСНЕНИЯ К ГЕОМОРФОЛОГИЧЕСКОЙ КАРТЕ МИРА

МОРФОСТРУКТУРЫ СУШИ

Равнинно-платформенные области

P1 - Низкие равнины

Р2 - Высокие равнины (плато, плоскогорья; поднятые массивы)

Горные (орогенные) области

Г1 - Возрождённые горы (эпиплатформенные)

Г2 - Молодые горы (эпигеосинклиналъные)

ОБЛАСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ МОРФОСКУЛЬПТУР СУШИ

1 - современных криогенных

2- древних ледниковых с современными криогенными

3- древних ледниковых, преобразованных эрозией и перигляциальными процессами

4 - древних ледниковых, преобразованных аридными процессами

5 - горных оледенений с современными и древними криогенными формами

6- горных оледенений с аридными формами

7- современных и древних флювиальных форм

8- современных и древних аридных форм

МОРФОСТРУКТУРЫ ДНА МОРЕЙ И ОКЕАНОВ

Подводная окраина материков

П1 - Материковая отмель (шельф)

П2 - Погружённые участки шельфа

П3 - Материковый склон

П4 - Аккумулятивные равнины дна котловин

Зона островных дуг (Переходная зона)

Д1 - Горные сооружения (островные дуги)

Д2 - Глубоководные желоба

Д3 - Аккумулятивные равнины дна котловин окраинных морен

Ложе океана

О1 - Субгоризонтальные аккумулятивные равнины

О2 - Наклонные аккумулятивные равнины

О3 - Холмистые равнины

O4 - Возвышенности и валы

О5 - Горные сооружения

Срединноокеанические хребты

M1 - Высокие (с рифтовой долиной)

М2 - Низкие (без рифтовой долины)

ОБЛАСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ МОРФОСКУЛЬПТУР ДНА МОРЕЙ И ОКЕАНОВ

9- абразионно-аккумулятивных в зоне воздействия ветрового волнения

10- эрозионно-аккумулятпвных в зоне воздействия придонных течений

11 - аккумулятивных при обильном поступлении материала, приводящем к быстрому выравниванию

12- аккумулятивных при малом поступлении материала и длительном сохранении первичных неровностей

13- аккумулятивно-суспензионных

14 - хемогенных (железо-марганцевые конкреции)

15 - биогенных (коралловые рифы)

Дополнительные обозначения

16. Каньоны подводные

17. Русла суспензионных потоков

18. Зоны разломов

19. Оси депрессий

20. Вулканические плато и нагорья

21. Вулканы действующие

22. Вулканы потухшие

23. Вулканы с надводными вершинами

24. Вулканы подводные

25. Ледниковые щиты

26. Рифтовые зоны на суше

27. Рифтовые зоны на дне океанов а) с рифтовым ущельем б) без рифтового ущелья

В конце триаса сформировалась флора, в к-рой преобладали папоротники, цикадовые, беннеттитовые, гинкговые, чекановскиевые и
хвойные. В юрском периоде в осн. продолжалось развитие групп, появившихся в триасе. Из мор. беспозвоночных расцвета достигли аммониты и белемниты. Господствующее положение заняли пресмыкающиеся: в морях обитали ихтиозавры, плезиозавры, плиозавры, черепахи и крокодилы; на суше - хищные и растительноядные динозавры; в воздухе - птерозавры. От пресмыкающихся в конце юры произошли древние птицы (археоптерикс). Наземная флора характеризовалась развитием папоротников и голосеменных; в Умеренной сибирской области наиболее разнообразны и многочисленны были гинкговые, чекановскиевые и хвойные, в Тропич. (индоевропейской) - папоротники, цикадовые и беннеттитовые.

В меловом периоде происходило дальнейшее изменение групп животных и растений, известных в юре. Появились зубастые птицы. Динозавры достигли гигантских размеров. В середине мелового периода на суше на смену голосеменным пришли покрытосеменные; с появлением цветковых растений связано возникновение и развитие мн. групп насекомых, птиц и млекопитающих. В конце мелового периода произошло вымирание или очень сильное изменение ряда групп. Вымерли аммониты, почти все белемниты, мн. группы двустворчатых (рудисты, иноцерамы) и брюхоногих моллюсков, ряд групп плеченогих, ганоидные рыбы, мн. мор. пресмыкающиеся, все динозавры и птерозавры.

Начало кайнозойской эры характеризуется появлением новых групп фораминифер (особенно характерны нуммулиты), моллюсков, мшанок, иглокожих. Костистые рыбы заселили все пресные и мор. водоёмы. Особенно важно появление ряда групп птиц и млекопитающих. Последние благодаря дальнейшему усложнению мозга, теплокровности и живорождению оказались жизнеспособнее пресмыкающихся: они были менее зависимы от изменений внешней среды. Одни из млекопитающих приспособились к разнообразным условиям жизни на суше, другие - к жизни в морях (китообразные, ластоногие), третьи - к полёту (летучие мыши). В начале палеогена преобладали клоачные, сумчатые и примитивные плацентарные млекопитающие. Для конца палеогена характерна т. н. ивдрикотериевая фауна (назв. по типичному крупному безрогому носорогу - индрикотерию), известная из Азии. Отчётливо выделялись: Тропич. и Субтропич. ботанико-географич. область, с преобладанием вечнозелёных двудольных, пальм и древовидных папоротников, и Умеренная - с хвойными и широколиственными лесами.

В конце палеогена и особенно в начале неогена в морях продолжали развиваться все типы ранее известных беспозвоночных, родовой и видовой состав к-рых становился всё ближе к современному. Среди рыб господствовали костистые; продолжали развиваться земноводные и пресмыкающиеся; расширилась область распространения птиц. Изоляция Австралии привела к сохранению на ней сумчатых и клоачных. На остальных континентах господствующими стали плацентарные млекопитающие. В начале неогена широкого распространения достигла гиппарионовая фауна, в состав к-рой входили трёхпалые лошади (гиппарионы), носороги, мастодонты, жирафы, олени, хищники (саблезубые тигры, гиены) и разнообразные обезьяны. На терр. СССР и Зап. Европы развилась теплоумеренная флора; в северных районах сформировалась тундровая растительность, почти вся Сибирь покрылась тайгой; в Европе и Сев. Америке появились травянистые равнины. В течение антропогенового периода, самого короткого в геологич. истории, продолжалось формирование совр. флоры и фауны. Животный и растительный мир Сев. полушария довольно сильно изменился в связи с крупнейшими оледенениями. Появились и вымерли нек-рые очень своеобразные формы (мамонт, волосатый носорог). Важнейшим событием этого периода явилось появление и становление человека.

Историч. развитие органич. мира на 3.- исключительно сложный, многогранный процесс, все звенья к-рого взаимосвязаны и зависят друг от друга; его основой является рост многообразия органич. мира н его приспособленности к разнообразию условий обитания.

В. В. Друщиц, К. П. Флоренский.

V. ЧЕЛОВЕК И ЗЕМЛЯ

Согласно новым находкам, древнейшие люди, по-видимому, появились ок. 2 млн. лет назад (по мнению нек-рых учёных, 1 млн. лет назад). Вопрос о месте возникновения человека окончательно ещё не решён. Одни учёные прародиной его считают Африку, другие - юж. р-ны Евразии, третьи - Средиземноморье. Уже в эпоху раннего палеолита (см. также Каменный век) человек освоил значит. часть суши - обширные р-ны Центр. и Юж. Европы, многие р-ны Африки и Азии; к эпохе позднего палеолита сформировался человек совр. физич. типа (Homo Sapiens - "человек разумный"), одновременно, вероятно, возникла и родовая организация (см. Антропогенез, Первобытнообщинный строй). В эпоху позднего палеолита люди расселились ещё шире, включая освободившиеся от ледникового покрова обширные р-ны Европы и Азии; достигнув северо-вост. окраины Азии, люди проникли и в Сев. Америку. В позднем же палеолите начали заселяться из Южной Азии Австралия и Новая Гвинея. В мезолите человек продолжал продвижение в ещё не освоенные районы суши. В Европе были заняты Шотландия и Скандинавия, вост. берега Балтийского моря, заселена часть побережья Сев. Ледовитого океана. Продолжалось расселение человека по Америке. В эпоху неолита были освоены остававшиеся ещё не заселёнными районы З., в частности японские о-ва (нек-рые исследователи считают, что Япония была заселена несколько ранее) и многие из островов Океании.

В процессе обществ. производства человек воздействовал на окружающую его природную среду, к-рая несёт на себе печать труда множества людских поколений, живших в условиях разных сменявших друг друга общественно-экономич. формаций. Мера и характер взаимодействия человека и природы зависят от уровня развития человеческого общества; они обусловлены в первую очередь различиями общественно-экономич. системы.

Формы воздействия человека на природу многообразны. В результате этих воздействий перераспределяются водные ресурсы, изменяется местный климат, преобразуются нек-рые черты рельефа. Особенно значительно воздействие человека на живую природу как непосредственно, так и через влияние на др. природные компоненты.

Изменение одного из компонентов географич. ландшафта в результате деятельности человека влечёт за собой изменение других. Природные условия оказывают существенное, хотя и не решающее, влияние и на направление хоз. деятельности и на многие элементы культуры (жилище, одежда, пища и т. п.).

Всю совокупность воздействия человечества на природу всё чаще называют природопользованием, которое может иметь нерациональный и рациональный характер. Нерациональное природопользование может быть результатом как преднамеренно хищнических, так и стихийных и лишь опосредствованных воздействий человека на природу, но в обоих случаях ведёт к её оскудению и снижению достоинств среды. Рациональное природопользование включает все процессы разумного (комплексного, экономичного) освоения природных ресурсов, а также охрану и целесообразное преобразование природы. Эти процессы по-разному проявляются по отношению к ресурсам среды и к расходуемым природным ресурсам. Рациональное освоение ресурсов среды связано с наилучшим приспособлением к ним, охрана - к поддержанию благоприятных условий, преобразование - к их улучшению; освоение расходуемых ресурсов означает их комплексную и экономичную добычу и переработку, охрана - поддержание продуктивности (обеспечение воспроизводства их восполнимой части), преобразование - их количественное умножение и качественное улучшение.

С развитием производит. сил человек нуждается во всё более разнообразных природных ресурсах. Вместе с тем влияние человеческого общества на природную среду неизменно усиливается. Познание и освоение человеком природных ресурсов становится всё более полным и разносторонним. Совр. научно-технич. революция ведёт, с одной стороны, к более глубокому познанию и использованию природных богатств и, с другой стороны, к переоценке многих из них.

I. Поздний протерозой (венд, или эднакарий): 1 - водоросли; 2 - губки; 3,6 - кишечнополостные: 3 - медузы, 6 - восьмилучевые кораллы; 4,8 -- кольчатые черви; 5 - иглокожие (неясного систематич. положения); 7 - членистоногие (неясного систематич. положения); 9 - строматолиты - продукты жизнедеятельности синезелёных водорослей. II. Ранний палеозой (кембрий, ордовик, силур): 1 - археоциаты; 2,3 - кишечнополостные: 2 - одиночные четырёхлучевые кораллы (ругозы). 3 - медуза; 4 - членистоногие (трилобит); 5,6 - моллюски: .5 - головоногий, 6 - брюхоногий; 7 - брахиоподы; 5,9- иглокожие: 8 - цистоидеи, 9 - морские лилии; 10 - полухордовые (граптолит): 11 - бесчелюстные рыбообразные. III. Поздний палеозой (девон, карбон, Пермь): 1 - кишечнополостные (одиночные и колониальные кораллы- ругозы); 2.3 - моллюски: 2 - брюхоногий, 3 -головоногий (гониатит); 4 - брахиоподы; 5,6 - иглокожие: 5 - морская звезда, 6 - морские лилии; 7-9 - рыбы: 7 - кистепёрая, 8 - панцирная, 9 - хрящевая; 10 - земноводное; 11 - 13 - пресмыкающиеся: 11 - диметродон, 12 - скугозавр, 13 - иностранцевия; 14-18 - растения: 14 - псилофиты, 15 - членистостебельные (каламиты), 16 - плауновидные (лепидодендроны и сигиллярии), 17 - папоротники, I8 - кордаиты.

Итоги воздействия человека на природу за последние 100-200 лет по своей интенсивности и многообразию, особенно на терр. Европы и Сев. Америки, превосходили результаты такого воздействия за тысячелетия прежней истории. В совр. же эпоху в связи с быстрым ростом численности населения во многих странах мира и особенно резкой интенсификацией человеческой деятельности в связи с научно-технич. революцией темпы использования природных ресурсов стремительно возрастают; это относится как к невозобновимым (напр., полезные ископаемые), так и к возобновимым (напр., почва, растения, животные) ресурсам. Поэтому перед человечеством встаёт серьёзнейшая задача предотвращения опасности порчи среды его обитания и подрыва восстановительных сил природы, что грозит снижением её продуктивности вплоть до полного опустошения.

Во всех досоциалистич. общественно-экономич. формациях использование природных ресурсов носило б. ч. нерациональный, хищнич. характер. За последние несколько сот лет площадь лесов на З. (по оценке) уменьшилась в 1,75 раза; ныне (1970) она составляет 4,1 млрд. га. За минувшее столетие эрозия и дефляция вывели из строя ок. 2 млрд. га, т. е. 27% с.-х. земель. Исчезли многие виды ценных животных и растений. Нерациональные методы разработки полезных ископаемых приводят к безвозвратной потере огромных количеств дефицитного минерального сырья.

В совр. эпоху первостепенное значение приобретает защита ландшафтной оболочки от всё большего загрязнения в ходе быстрого процесса урбанизации и индустриализации; основными очагами загрязнения природной среды являются города. Источниками загрязнения гидросферы, в частности, служат бытовые и пром. стоки (так, 1 м3 неочищенных сточных вод делает непригодным 50-60 м3 речной воды). Выброс фабриками, заводами, электростанциями, автотранспортом огромного кол-ва пыли, сернистого газа, окиси углерода, золы и шлаков, соединений металлов, сточных вод, чрезмерное внесение в почву ядохимикатов вредно отражаются на флоре и фауне, создают угрозу здоровью человека. Особо опасно радиоактивное загрязнение ландшафтной оболочки. Возникают опасения также по поводу возможного в будущем перегрева атмосферы в результате как непосредственного выделения тепла, так и уменьшения его оттока в связи с накоплением СО2 в атмосфере.

Задача охраны природы и рационального использования природных ресурсов становится важной государственной и международной проблемой: она стала предметом междунар. конференций, созываемых ООН и ЮНЕСКО. Научное прогнозирование обеспеченности природными ресурсами и разработка общих норм охраны природы имеют исключительно важное значение для длительного сохранения баланса жизненно важных элементов природы. В СССР вопросы охраны и восстановления природы рассматриваются как важная нар.-хоз. задача; в союзных республиках приняты специальные законы об охране природы (см. также Природные ресурсы и Охрана природы). Коммунистическая партия Советского Союза и Советское государство предусматривают разработку научных основ охраны и преобразования природы в целях улучшения естественной среды, окружающей человека, и лучшего использования природных ресурсов. В США и др. развитых капиталистич. странах проводятся значительные мероприятия по охране природы, однако в условиях капиталистич. экономики осуществление их нередко наталкивается на сопротивление различных монополистич. групп, заботящихся о своих интересах.

К числу наиболее актуальных проблем совр. человечества относится проблема народонаселения, связанная прежде всего с ускоренными темпами роста населения. Так, в начале нашей эры насчитывалось ок. 200 млн. чел., в 1000 г.- 275 млн., в сер. 17 в.-500 млн., в 1850 - 1,3 млрд., в 1900 - 1,6 млрд., в 1950 - 2,5 млрд., в 1970 - 3,6 млрд. чел. Только за истекшие 70 лет 20 в. нас. мира увеличилось в 2,2 раза; особенно быстрыми темпами растёт население в развивающихся странах Азии, Африки, Латинской Америки.

Однако для того чтобы с увеличением населения повышался уровень жизни людей, необходимо сочетание роста населения с экономич. и культурным подъёмом, что в первую очередь теснейшим образом переплетается с природой социально-экономич. строя. Успешная реализация этой важнейшей задачи возможна лишь в условиях социалистич. строя.

Всё возрастающая численность населения земного шара ставит перед многими странами, особенно перед развивающимися, проблему обеспечения людей продовольствием. 50% населения мира получает такое питание, которое по калорийности ниже нормы. Каждый год в капиталистическом мире умирает от голода 2 млн. чел. Для повышения обеспеченности населения продуктами питания необходимо значительное увеличение обрабатываемой площади. По данным ООН, к началу 1968 из 15 млрд. га суши под пашни, сады и плантации было занято лишь 1,4 млрд. га; между тем земли, пригодные для обработки (при условии мелиорации и проведения других землеустроительных работ), составляют ок. 6,5 млрд. га. Большие возможности таятся в повышении урожайности с.-х. культур и увеличении продуктивности животноводства. Существ. источником продовольствия могут служить пищевые ресурсы морей и океанов.

Важное значение имеет проблема обеспеченности человечества водой. В ряде стран уже сейчас встают серьёзные проблемы, связанные с нехваткой воды, особенно пресной. Особенно важным является преобразование водного баланса с целью устранить дефицит воды в одних районах и избыток в других. См. также Водные ресурсы.

Резервами сырья для различных отраслей х-ва 3. обеспечена достаточно щедро; есть основания полагать, что по истощении одних видов ресурсов будут изысканы возможности их замены др. видами.

По примерной оценке сов. учёного Н. В. Мельникова, классическими видами топлива (уголь, нефть, природный газ, торф, горячие сланцы) человечество обеспечено по уровню потребления 1980 года на 300-320 лет, а по уровню потребления 2000 года - на 140-150 лет. Вместе с тем всё более видное место в топливно-энергетич. хозяйстве мира будет занимать атомная энергия. Огромное количество энергии могло бы быть получено при разрешении сложной проблемы управления термоядерным синтезом. В недрах Земли разведаны также крупные запасы рудных и нерудных ископаемых. Велики энергетич. и минер. ресурсы (нефти и газа, угля, серы, железо-марганцевых и фосфоритовых конкреций, руд чёрных, цветных и редких металлов, россыпи олова, золота, алмазов и др. ископаемых) не только на суше, но и на дне и под дном океанов и морей. Быстро развивается произ-во искусств. и синтетич. материалов, заменяющих природные минер. ископаемые. Тем не менее, несмотря на обилие полезных ископаемых, разработку их следует вести весьма рационально, комплексно и экономно, поскольку они исчерпаемы.

Наиболее оптимальные условия для решения вопросов рационального использования геогр. среды и проблемы народонаселения существуют в социалистич. обществе; появились возможности наиболее разумного геогр. разделения труда в соответствии с природными и экономич. особенностями разных регионов и стран, при широком развитии начал социалистич. экономич. интеграции, а также существенного увеличения создаваемых человечеством материальных благ.

С. В. Колесник, П. И. Пучков.

Лит.: Развитие наук о Земле в СССР. М., 1967; Калесник С. В.. Общие географические закономерности Земли, М.. 1970; Введение в физическую географию, М., 1970 (авт.; Марков К. К., Добродеев О. П., Симонов Ю. Г.. Суетова И. А.): Марков К. К., Палеогеография. 2 изд.. М., 1960; Куликов К. А., Сидоренко Н. С., Планета Земля, М., 1972. Бакулин П. И., Кононович Э. В., Мороз В. И.. Курс общей астрономии. 2 изд.. М., 1970; Мартынов Д. Я.. Курс общей астрофизики, 2 изд., М., 1971; Уиппл Ф., Земля, Луна и планеты, пер. с англ.. 2 изд., М.. 1967; Жарков В. Н.. Трубицын В. П., Самсоненко Л. В., Фигуры Земли и планет. Фигуры н внутреннее строение. М., 1971; Иванов-Холодный Г. С., Никольский Г. М., Солнце и ионосфера, М., 1969; Солнечно-земная физика. Сб. ст., пер. с англ., М.. 1968; Влияние солнечной активности на атмосферу и биосферу Земли. Сб. ст., М., 1971; Хесс В., Радиационный пояс и магнитосфера, перевод с английского, М., 1972; Куликовский П. Г., Справочник любителя астрономии, 4 изд., М., 1971; Xргиан А. X., Физика атмосферы, 2 изд., М., 1958; Хвостиков И. А., Высокие слои атмосферы, Л., 1964; Будыко М. И., Тепловой баланс земной поверхности, Л., 1956; его же, Климат и жизнь, Л., 1971; Атлас теплового баланса земного шара, под ред. М. И. Будыко, М., 1963; Xромов С. П., Метеорология и климатология для географических факультетов, 2 изд., Л., 1968; Погосян X. П., Туркетти З. Л., Атмосфера Земли, М., 1970; Рубинштейн Е. С., Полозова Л. Г..Современное изменение климата, Л., 1966; Минина Л. С., Искусственные спутники Земли на службе у метеорологов, М., 1970.

Калинин Г. П., Проблемы глобальной гидрологии, М., 1968; Егоров Н. И., Физическая океанография, Л., 1966; Алекин О. А., Химический анализ вод суши, Л., 1954; его же, Химия океана, Л., 1966; Океан. [Сб. ст.], пер. с англ., М., 1971; Фролов Ю. С., Новые фундаментальные данные по морфометрии Мирового океана, "Вестник ЛГУ", 1971, № 6.

Магницкий В. А., Внутреннее строение и физика Земли, [М.], 1965; Гутенберг Б., Физика земных недр, пер. с англ., М., 1963; Планета Земля, пер. с англ., М., 1961: Буллен К. Е., Введение в теоретическую сейсмологию, пер. с англ., М., 1966; Мейсон Б., Основы геохимии, пер. с англ., М., 1970; Виноградов А. П., Химия Земли, в сб.: Глазами ученого, М., 1963; Люстих Е. Н., Загадки глубоких недр Земли, "Природа", 1967, № 12; Любимова Е. А., Термика Земли и Луны, М., 1968; Жарков В. Н., Вязкость недр Земли, "Тр. ин-та физики Земли им. О. Ю. Шмидта", 1960, № 11 (178); Артюшков Е. В.. Дифференциация по плотности вещества Земли и связанные с ней явления, "Изв. АН СССР. Физика Земли", 1970, № 5; Маева С. В., Тепловая история Земли с железным ядром, там же, 1971, № 1; Birch F.. Density and composition of mantle and core, "Journal of Geophysical Research", 1964, v. 69, Mb 20; Haddon R. A. W., Bullen К. Е., An Earth model incorporating free Earth oscillation data, "Physics of the Earth and Planetary Interiors", 1969, April, v. 2, № 1; The Earth's crust and upper mantle, ed. by P. J. Hart, Wash., 1969.

Страхов Н. М., Основы исторической геологии, ч. 1, М.-Л., 1948; Белоусов В. В., Основные вопросы геотектоники, 2 изд., М., 1962; Хаин В. Е., Общая геотектоника, М., 1964; его же. Региональная геотектоника. Северная и Южная Америка, Антарктида и Африка, М., 1971; Тугарииов А. И., Войткевич Г. В., Докембрийская геохронология материков, 2 изд., М., 1970.

Мещеряков Ю. А., Структурная геоморфология равнинных стран, М., 1965; Рельеф Земли. (Морфоструктура и морфоскульптура), М., 1967; Леонтьев О. К., Дно океана, М., 1968; его же, Типы планетарных морфоструктур Земли и некоторые черты из динамики в кайнозое, "Геоморфология", 1971, № 3; Проблемы планетарной географии. [Сб. ст.], М., 1969.

Ефремов Ю. К., Ландшафтная сфера нашей планеты, "Природа", 1966, № 8; Лукашова Е. Н., Основные закономерности природной зональности и ее проявление на суше Земли, "Вестник МГУ. Сер. географическая", 1966, № 6; Ермолаев М. М., Географическое пространство и его будущее, "Изв. Всес. географического об-ва", 1967, т. 99, в. 2; его же, О границах и структуре географического пространства, там же, 1969, т. 101. в. 5; Мильков Ф. Н., Ландшафтная сфера Земли, М., 1970; Григорьев А. А., Типы географической среды, М., 1970; Исаченко А. Г., Основы ландшафто-ведения и физико-географическое районирование, М., 1965; Забелин И. М., Теория физической географии, М., 1959.

Опарин А. И., Жизнь, ее природа, происхождение и развитие, 2 изд., М., 1968; Бернал Д., Возникновение жизни, пер. с англ., М., 1969; Орлов Ю. А., В мире древних животных, 2 изд., М., 1968; Неструх М. Ф-, Происхождение человека, М., 1958; Друщиц В. В., Обручева О. П., Палеонтология, М., 1971.

Вернадский В. И., Химическое строение биосферы Земли и ее окружения, М., 1965; его же, Избр. соч., т. 5 - [Биосфера-Статьи], М.. 1960; его же, Биосфера, М., 1967; Хяльми Г. Ф.. Основы физики биосферы, Л., 1966; Дювиньо П. и Танг М.. Биосфера и место в ней человека, пер. с франц., М., 1968; Тейяр де Шарден П., Феномен человека, пер. с франц., М., 1965.

Биосфера и ее ресурсы. Сб. ст., М.. 1971; Ресурсы биосферы на территории СССР, М., 1971; У атт К., Экология и управление природными ресурсами. Количественный подход, пер. с англ., М., 1971; Бауэр Л., Вайничке X., Забота о ландшафте и охрана природы, пер. с нем., М.. 1971; Львович М. И., Человек и воды, М., 1963; его же. Водные ресурсы будущего, М., 1969; Родин Л. Е., Базилевич Н. И.. Динамика органического вещества н биологический круговорот зольных элементов н азота в основных типах растительности земного шара, М.-Л.. 1965; Рябчиков А. М., Гидротермические условия и продуктивность фитомассы в основных ландшафтных зонах, "Вестник МГУ. Сер. географическая", 1968, № 5; Мельников Н. В., Минеральное топливо. Технико-экономический очерк развития топливной промышленности СССР и использования топлива, 2 изд., М., 1971; Арманд Д., Нам и внукам, 2 изд., М., 1966; Дорст Ж., До того как умрет природа, пер. с франц., М., 1968; Богоров В. Г., Продуктивные районы океана, "Природа". 1967, № 10; Кастро Ж., География голода, пер. с англ., М., 1954; Численность н расселение народов мира, под ред. С. И. Брука, М., 1962; Козлов В. И., Динамика численности народов, М., 1969; Покшишевский В. В., География населения СССР, М., 1971; его же. География населения зарубежных стран, М., 1971; Региональное развитие и географическая среда, М., 1971.

Под общей редакцией Ю. К. Ефремова, Т. К. Захаровой, И. Г. Нордеги и Е. В. Шанцера.

ЗЕМЛИ как средство производства, необходимая материальная предпосылка процесса труда, один из его важнейших вещественных факторов. З.-  гл. средство произ-ва в ряде отраслей нар. х-ва и в первую очередь в сел. и лесном х-вах, данное самой природой. Она имеет ряд особенностей, влияющих на характер производств. процесса в этих отраслях. З. относится к невоспроизводимым средствам произ-ва, что обусловливает ограниченность земельных ресурсов вообще (с.-х. угодий в частности) и зависимость свойств З. от комплекса климатич. и др. природных факторов. При абс. ограниченности общей земельной площади размеры с.-х. угодий ограничены относительно. По мере роста технич. оснащённости, расширения мелиорации, электрификации с. х-ва и вообще развития производит. сил появляются возможности превращать в с.-х. угодья новые З. Однако такие возможности нельзя преувеличивать, тем более что по мере развития индустрии происходит н обратный процесс - изъятие части З. из с.-х. угодий. Удовлетворение растущих потребностей в с.-х. продуктах возможно прежде всего за счёт более интенсивного и эффективного использования уже освоенных З. Отсюда проблема интенсификации с.-х. производства как основного пути его развития.

Осн. свойством З. как средства произ-ва, образующим её потребит. стоимость, является её плодородие. С точки зрения экономики плодородие З. означает её способность воспроизводить необходимые человеку растит. продукты и создавать условия для развития животноводства. Плодородие З. зависит от кол-ва имеющихся в ней питат. веществ, структуры почвы и др. биологич. и климатич. факторов, к-рые первоначально формируются в ходе естеств. процессов, происходящих в природе. После вовлечения З. в хоз. оборот плодородие может воспроизводиться и улучшаться искусственнопосредством внесения удобрений, совершенствования технич. средств и технологии обработки З., т. е. на основе техннч. прогресса. Наиболее благоприятные условия для роста плодородия З. создаются при рациональном сочетании использования её естеств. и искусств. производит. возможностей. Единство этих факторов образует реальное, экономич. плодородие З. Именно рост экономич. плодородия и является важнейшей задачей повышения эффективности использования земельных угодий. Показатель экономич. плодородия З. - урожайность с.-х. культур. Рост урожайности культур и продуктивности животноводства - непосредств. свидетельство улучшения качества З., её потребит. стоимости. Они полностью опровергают мальтузианские н неомальтузианские теории и т. н. закон убывающего плодородия (см. "У бывающего плодородия почвы закон"). Последний находится в противоречии с одной из важнейших особенностей З. как средства произ-ва, к-рое заключается в том, что потребит. стоимость З., находящейся в хоз. обороте (при её рациональном использовании), не только не снашивается, но, наоборот, улучшается. На улучшение качества З. и на рост их плодородия в СССР направлена широкая программа мероприятий по расширению произ-ва и применению минеральных удобрений, мелиорации, совершенствованию системы земледелия с учётом особенностей разных зон страны.

Специфика З., связанная с её осн. производит. свойством - плодородием, состоит также и в том, что З. является одновременно и предметом и средством труда. Когда производств. процесс направлен на обработку почвы и заключается в поддержании или повышении её плодородия, З. выступает в качестве предмета труда. Поэтому З., включённые в хоз. оборот и подвергающиеся обработке, нельзя рассматривать просто как дар природы. В этом случае производит. свойства З. - результат и трудовой деятельности, а их эффективность оценивается с учётом произведённых затрат. Однако как предмет труда З. вступает лишь на первых стадиях процесса с.-х. произ-ва. Как условие и основа всей технологии с.-х. произ-ва З. - средство труда. А плодородие З., её способность обеспечивать с.-х. культуры необходимыми питат. веществами делает её своеобразным орудием произ-ва.

Поскольку плодородие - осн. свойство З. как средства произ-ва, постольку в с. х-ве З. и выступает прежде всего в качестве орудия произ-ва. Особенность З. в данном случае заключается в том, что человек использует в качестве орудия произ-ва биологич., химич. и др. процессы, происходящие в самой почве, создавая для этих процессов наиболее благоприятные условия и стремясь контролировать и видоизменять их течение в необходимом направлении. В этом смысле проблема эксплуатации З. как орудия произ-ва значительно сложнее использования машин или оборудования. Уровень потенциального плодородия и возможности его использования определяются развитостью с.-х. средств произ-ва, технич. оснащённостью с. х-ва и соответствующей им культурой земледелия. Поэтому характер З. как орудия произ-ва исторически так же изменчив, как и всех др. средств произ-ва. По существу нет предела повышению плодородия З. по мере развития технич. прогресса. Опыт земледелия в экономически развитых странах показывает, что плодородие З. неизменно повышается.

Изменения, происходящие в плодородии З., важно учитывать, в частности, в связи с возможностью производить на одном и том же участке различные культуры, т. е. с универсальностью З. как орудия произ-ва. Чередование (севооборот) культур на возделываемой З. позволяет поддерживать достигнутый уровень её плодородия. Севооборот, т. о.,- необходимый элемент воспроиз-ва свойств З. как орудия произ-ва. В то же время каждый земельный участок в разной мере пригоден для произ-ва той или иной продукции. Поэтому наиболее эффективное использование плодородия З. находится в прямой зависимости от правильного выделения ведущей отрасли х-ва и уровня специализации земледелия. Всё более широкое применение удобрений и др. факторов, воздействующих на плодородие, расширяет возможности специализации с.-х. произ-ва. В совр. условиях, когда осуществляется переход с. х-ва на стадию машинного произ-ва, углубление специализации - важнейшая задача развития с.-х. произ-ва. Правильному формированию производств. структуры с.-х. предприятий должна способствовать экономич. оценка З. и разработка гос. земельного кадастра, к-рый бы учитывал возможный эффект З. разного типа.

Со спецификой З. как гл. средства произ-ва в земледелии связан разрыв между временем произ-ва и рабочим периодом, усиливающий неравномерность использования средств производства и трудовых ресурсов в разные периоды года. По мере роста интенсивности сельскохозяйственного производства разрыв между временем произ-ва и рабочим периодом сокращается, поскольку в технологию произ-ва включаются всё новые операции по подкормке растений, борьбе с сорняками и вредителями и т. п. Вместе с тем несколько выравнивается и напряжённость с.-х. труда на протяжении всего сезона произ-ва. Важнейший путь решения проблемы выравнивания занятости работников с. х-ва - комплексная механизация произ-ва.

Характер собственности на З. как средство произ-ва определяет и характер производств. (агр.) отношений. Различия в плодородии и местоположении земельных участков создают основу для образования дифференциальной ренты - экономич. формы реализации земельной собственности. Тот или иной характер земельной собственности и агр. отношений создаёт различные условия для использования и улучшения З. Социализм, устраняющий в конечном счёте частную собственность на З. и преобразующий частные х-ва в крупные социалистич. гос. и кооп. предприятия, полностью снимает социально-экономич. препятствия в развитии с. х-ва. Большую роль в этом играет тот факт, что рентные доходы, возникающие в силу природных (почвенных или географич.) особенностей разных земельных участков, используются производительно в соответствии с потребностями всего с. х-ва. В то же время социализм создаёт объективные предпосылки для рациональной специализации с.-х. предприятий с учётом специфики земельных угодий. Тем самым возникают условия эффективного использования одного из важнейших видов обществ. богатства - З.

Лит.: Маркс К., Капитал, т. 3, Маркс К. и Энгельс Ф., Соч., 2 изд., т. 25, ч. 2, с. 201-03, 226-30; Ленин В. И., Аграрный вопрос и "критики Маркса", Полн. coбp. соч., 5 изд., т. 5, с. 100-15; Основы земельного законодательства Союза ССР и союзных республик, М., 1969.

Л. В. Никифоров.

ЗЕМЛЯ, 1) в Чехословакии (до 1949) и в ГДР (до 1952) крупные адм.-терр. единицы (ныне - историч. области). 2) В Австрии и ФРГ исторически сложившиеся адм.-терр. образования, входящие в состав гос-ва на федеративных началах (см. федерация). Имеют свои конституции, выборные законодат. органы (ландтаги), пр-ва, судебные органы, к-рые пользуются определ. автономией в вопросах внутр. организации и местного самоуправления при широких полномочиях во всех осн. сферах гос. управления и законодательства федеральных органов.

ЗЕМЛЯ АНДРЕ (Terra Andree), полуостров на С. о-ва Зап. Шпицберген. Сев. часть 3. А. представляет собой плоскогорье выс. до 700 м, Южная - столовые горы выс. до 1367 м. П-ов сложен песчаниками и глинистыми сланцами силура и девона. Большая часть поверхности покрыта ледником. Назван в честь С. Андре.

ЗЕМЛИ ГРАНТА (Grant Land), сев. часть о-ва Элсмир (Канадский Арктический архипелаг), отделённая системой Грили-фьорда на З. и Арчер-фьорда на В. Назв. дано в честь президента США У. Гранта.

ЗЕМЛЯ ГРИННЕЛЛА (Grinnell Land), территория в ср. части о-ва Элсмир (Канадский Арктический архипелаг), ограниченная с Ю. Бей-фьордом и зал. Бьюкенен, с С. - заливами Грили-фьорд и Арчер-фьорд. Назв. дано в честь организатора амер. полярных экспедиций Г. Гринпелла.

"ЗЕМЛИ И ВОЛЯ", тайное революц. общество в России в нач. 60-х гг. 19 в. Появление и деятельность "З. и в." обусловлены революц. ситуацией 1859-61 в стране. Образование и начало деятельности "З. и в." относятся приблизительно к кон. 1861. В Петербурге - местопребывании центр. к-та - действовал также и местный к-т "З. и в.". Комитеты и группы орг-ции существовали в Москве, Казани, Н. Новгороде, Перми, в нек-рых городах Украины. Важная роль в основании "З. и в." принадлежала братьям Н. А. и А. А. Серно-Соловьевичам, А. А. Слепцову, Н. Н. Обручеву, В. С. Курочкину и др. Вдохновителем группы организаторов "З. и в." был Н. Г. Чернышевский. Руководители орг-ции одновременно были связаны и с редакцией "Колокола" в Лондоне - А. И. Герценом и Н. П. Огарёвым. С "З. и в.". тесную связь поддерживал М. А. Бакунин. В сер. 1862 были арестованы Чернышевский, Н. А. Серно-Соловьевич, С. С. Рымаренко; А. А. Серно-Соловьевич эмигрировал.

В дальнейшем в числеруководителей "З. и в." находились Н. И. Утин, Г. Е. Благосветлов и др. В конце лета - нач. осени 1862 центр "З. и в." окончательно оформился под назв. "Русский центральный народный комитет", и тогда же, видимо, утвердилось за об-вом назв. "З. и в.". Руководители "З. и в." предполагали объединить на федеративных началах кружки в обеих столицах и на местах, создать общую руководящую орг-цию. В кон. 1862 к "З. и в." присоединилась рус. воен.-революц. орг-ция, возникшая в Польше под руководством А. А. Потебни. Землевольцы развернули нелегальную издательскую деятельность, обращённую к народу, войску, к "образованным классам"; выпустили ряд прокламаций, 2 номера листка "Свобода", начали печатать журн. "Земля и воля". Землевольцы вели и устную пропаганду в различных слоях об-ва. "З. и в." способствовала оформлению социально-политич. позиций передовой части интеллигенции, выражавшей насущные интересы крест. масс в России.

В начале деятельности Землевольцы в качестве общей платформы признавали опубликованную ещё до основания об-ва (в сер. 1861) в "Колоколе" статью-воззвание Огарёва "Что нужно народу?". В ней выдвигались требования закрепления за крестьянами всей бывшей в их пользовании земли, сокращения наполовину армии, освобождения народа от чиновничества и установления подлинного крест. самоуправления. Статья призывала собираться с силами, чтобы "отстоять против царя и вельмож землю мирскую, волю народную да правду человеческую". Позднее "З. и в." выдвинула лозунг бессословного "Земского собора" или "Народного собрания", созываемого после революц. ниспровержения самодержавия. "Право каждого на землю и выборное и федеральное правительство" - так разъяснялось осн. содержание землевольч. программы Герценом и Огарёвым в нач. 1863 (в это время при редакции "Колокола" был создан Совет "З. и в.").

В 1863 в деятельности "З. и в." важное место заняли вопросы, связанные с восстанием в Польше, Литве и Белоруссии. Незадолго до январского восстания 1863 в Польше центр "З. и в." в Петербурге, а ранее Герцен, Бакунин, Огарёв, Потебня за границей провели переговоры с представителями польск. нац.-освободит. движения, установив с ними дружеств. и союзные отношения. Связанные идейно с "З. и в." и "Колоколом" революц. элементы из среды рус. военных в Польше выступили на стороне повстанцев.

В течение 1863 революц. ситуация в России фактически исчерпала себя. Общего крест. восстания, на к-рое ориентировалась "З. и в.", не произошло. Польское восстание было подавлено. В этих условиях революц. работа "З. и в." стала замирать; мн. Землевольцы были арестованы или вынуждены эмигрировать. К весне 1864 "З. и в." самоликвидировалась. Деятельность "З. и в." 60-х гг., вокруг к-рой сплачивались наиболее активные демократич. силы для подготовки революц" натиска против самодержавия, оказала существенное влияние на последующее освободит. движение в России.

Лит.: Ленин и русская общественно-политическая мысль XIX-начала XX вв., Л., 1969; Революционная ситуация в России в 1859-1861 гг.. Сб. ст., [кн. 1-5], М., 1960-70; Лемке М., Очерки освободительного движения "шестидесятых годов", 2 изд., СПБ, 1908; Нечкина М, В., "Земля и воля" 1860-х гг., "История СССР", 1957. № 1; Козьмин Б. П., Из истории революционной мысли в России, Избр. труды, М., 1961; Линков Я. И., Революционная борьба А. И. Герцена и Н. П. Огарева и тайное общество "Земля и воля" 1860-х гг., М., 1964; Рудницкая Е. Л., Н. П. Огарёв в русском революционном движении, М., 1969.

Ш. М. Левин.

"ЗЕМЛЯ И ВОЛЯ", тайное революц. общество народников в 70-х гг. 19 в. Осн. в Петербурге в 1876. Назв. "З. и в." дано об-ву в кон. 18/8, с появлением одноимённого печатного органа; прежние назв.; "Северная революционно-народнич. группа", "Об-во народников". Видными деятелями "З. и в." со времени её основания были М. А. и О. А. Натансон, А. Д. Михайлов, А. Д. Оболешев, Г. В. Плеханов, А. А. Квятковский, Д. А. Лизогуб, В. A. Ocинcкий, О. В. Аптекман и др. Позже в неё вступили С. М. Кравчинский, Д. А. Клеменц, Н. А. Морозов, С. Л. Перовская, Л. А. Тихомиров, М. Ф. Фроленко (все - быв. чайковцы). Платформу "З. и в." разделял и с пей сотрудничал кружок В. Н. Фигнер (А. И. Иванчин-Лисарев, Ю. Н. Богданович, А. К. Соловьёв и др.). "З. и в." имела тесную связь с революционерами, действовавшими в Киеве, Харькове, Одессе.

Образованию "З. и в." предшествовало обсуждение, опыта "хождения в народ" 1873-75. В результате были определены основы политич. платформы, к-рая была названа "народнической". Землевольцы признавали возможность особой) (некапиталистич.) пути развития России, основой для к-рого должна была послужить крест. община. Они считали необходимым приспособить цели и лозунги движения к самостоят. революц. стремлениям, уже существующим, по их убеждению, в крестьянстве. Эти требования, обобщённые в лозунге "Земля и воля!", сводились программой об-ва к переходу всей земли "в руки сельского рабочего сословия" с "равномерным" её распределением, к "полному мирскому самоуправлению", к разделению империи на части "соответственно местным желаниям".

"3. н в." защищала необходимость создания постоянных "поселений" революционеров в деревне с целью подготовки нар. революции. Осп. революц. силу землевольцы видели в крестьянстве, рабочему движению отводили подчинённую роль. Исходя из неизбежности "насильственного переворота", землевольцы выдвигали на особо важное место "агитацию" гл. обр. "путём дела" - бунтов, демонстраций, стачек. Они представляли "бунтарскую" струю в революц. движении 70-х гг. Существенной заслугой землевольцев, отмеченной В. И. Лениным, было стремление "... привлечь к своей организации всех недовольных и направить эту организацию на решительную борьбу с самодержавием" (Полн. собр. соч., 5 изд., т. 6, с. 135). Принципами орг-ции стали дисциплина, взаимный товарищеский контроль, централизм и конспирация.

Для устройства своих "поселений" землевольцы избрали Саратовскую, Нижегородскую, Самарскую, Астраханскую, а также Тамбовскую, Воронежскую, Псковскую губ., Донскую обл. и др. Предпринимались попытки революц. деятельности на Сев. Кавказе, Урале. "З. и в." в широком для подпольных условий масштабе поставила издание и распространение революц. лит-ры (выпуск "Земли н ноли", "Листка „Земли и волн"" и др.), вела пропаганду и агитацию среди рабочих; землевольцы участвовали в проведении неск. стачек в Петербурге в 1878-79, "З. и в." оказывала влияние па развитие студенч. движения. Ею были организованы или поддержаны демонстрации в Петербурге, в т. ч. так наз. Казанская демонстрация 1876, к-рой "З. и в." впервые открыто заявилао своём существовании.

Программа "З. и в." предусматривала и действия, направленные, по мнению её членов, на "дезорганизацию государства", в частности уничтожение "наиболее вредных или выдающихся лиц из правительства". Самым значит. террористич. актом "З. и в." было убийство шефа жандармов Н. В. Мезенцова (1878). Однако "З. и в." не рассматривала ещётеррор как средство политич. борьбы против существующего строя, расценивая его как самозащиту революционеров и месть их пр-ву. Разочарования в революц. деятельности в деревне, усиление правительств. репрессий, резкое обострение политич. недовольства в период рус.-тур. войны 1877-78 и назревания революц. ситуации способствовали зарождению и развитию новых настроений внутри орг-ции. В "З. и в." постепенно сформировалась фракция террористов-политиков, основавшая в марте 1879 свой орган "Листок „3. и в."". Разногласия между сторонниками продолжения прежней линии об-ва - "деревенщиками" (Плеханов, М. Р. Попов, Аптекман и др.) и "политиками" - защитниками перехода к политич. борьбе путём систематич. применения террористич. методов (Михайлов, Морозов, Тихомиров, Квятковский и др.), потребовали созыва в июне 1879 Воронежского съезда, приведшего лишь к формальному и кратковременному компромиссу между двумя этими группировками. В авг. 1879 "З. и в." окончательно раскололась на 2 самостоят. организации: "Народная воля" и "Чёрный передел".

Лит.: Ленин В. И.. Что делать?, Полн. собр. соч., 5 изд., т. 6: его же, Шаг вперед, два шага назад, там же. т. 8; Архив "Земли и волн" и "Народной воли". М., 1932; Революционное народничество 70-х гг. XIX в., 1876 - 1882. СО. док-топ, т. 2, М., 1965; Аптекман О. В.. Общество "Земля и воля" 70-х гг., 2 изд.. П., 1924; Левин Ш. М.. Общественное движение в России в 60-70-е гг. XIX в., М.. 1958; Ткаченко П. С., Революционная народническая организация "Земля и воля" (1876-1879 гг.), М., 1961; Лившиц Г. М.. Ляшенко К. Г., Как создавалась программа второй "Земли и воли", "Вопросы истории", 1965, № 9; Твардовская Н. А.. Социалистическая мысль России на рубеже 1870-1880-х гг., М., 1969.

Ш. М. Левин.

"ЗЕМЛЯ И ВОЛЯ", печатный орган тайного народнического общества "Земля и воля" в России. Подзаголовок - "Социально-революц. обозрение". № 1 помечен 25 окт. - 1 нояб. 1878. № 5 (последний) вышел 16апр. 1879. Печатался в подпольной Петерб. вольной типографии тиражом в неск. тыс. экземпляров. В редакцию входили С. М. Кравчинский, Д. А. Клеменц, Н. А. Морозов, Г. В. Плеханов, Л. А. Тихомиров. Помешал программные статьи, политич. фельетоны, корреспонденции о революц. событиях, оглашал секретные правительств. документы н т. д. Текст "З. и в." перепечатан В. Я. Богучарским в кн. "Революционная журналистика 70-х гг." (1905- в Париже; 1906- в России).

"ЗЕМЛЯ И ВСЕЛЕННАЯ", научно популярный журнал АН СССР и Всесоюзного астрономо-геодезич. об-ва. Осн. в 1965, выходит 6 раз в год. Публикует статьи по астрономии, геофизике, исследованию космич. пространства, материалы о съездах, конференциях, освещает вопросы астрономич. образования, даёт практич. советы любителям-астрономам, помещает письма читателей и ответы на них, рецензии на книги о Земле и Вселенной н т. д. Тираж (1972) ок. 40 тыс. экз.

"ЗЕМЛЯ И ФАБРИКА" ("ЗИФ"), советское государственно-акционерное издательское об-во в 1922-30. Выпускало отд. произв. и собр. соч. многих сов. писателей (В. Я. Шишкова, Ф. В. Гладкова, И. Э. Бабеля, А. С. Новикова-Прибоя, Д. Бедного, И. Г. Эренбурга и др.), классиков зарубежной лит-ры (Дж. Лондона, А. Франса, Э. Золя н др.). В массовой серии "Рабоче-крестьянская библиотека" были изданы произв. А. П. Чехова, В. Г. Короленко, Л. Н. Толстого и др. Выходили серии "Библиотека сатиры ц и юмора", "Библиотека рус. и иностр. критики" и т. д. Изд-во "ЗИФ" выпускало также журн. "30 дней", "Всемирный следопыт", "Вокруг света", "Земля Советская" и др., альманахи "Земля и фабрика", "Ровесники" и др. В 1930 влилось в Гос. изд-во художеств. лит-ры.

Лит.: ["Земля и фабрика"]. Полный указатель изданий (1922 - 1927), М.-Л... 1927; Новые книги. [Каталог], М.-Л., 1930.

ЗЕМЛЯ СВЕРДРУПА (Sverdiup Land), южная часть о. Элемир (Канадский Арктич. архипелаг), отделённая системой Бауман-фьорда на 3. н бухтой Мейкинсон на В. Назв. дано в честь норв. полярного исследователя О. Свердрупа.

ЗЕМЛЯ ЭЛСМИР (Ellesrnere Land), территория в ср. части о. Элемир (Канадский Арктич. архипелаг), ограниченная с Ю. Бауман-фьордом и бухтой Мейкинсон, с С. - Бей-фьордом и зал. Бьюкенен. Названа именем англ. политич. деятеля и деятеля в области культуры Ф. Эджертона (графа Элсмир).

ЗЕМЛЯНАЯ ГРУША, многолетнее кормовое и технич. клубненосное растение; то же, что топинамбур.

ЗЕМЛЯНАЯ ПЛОТИНА, плотина, возводимая из грунтовых материалов (песчаных, суглинистых, глинистых и др.) и имеющая в поперечном сечении трапецеидальную пли близкую к ней форму. З. п. сооружают, как правило, глухими (без перелива воды через гребень): простота устройства и эксплуатации способствовала их широкому распространению во мин странах. В зависимости от применяемых для тела плотины материалов и способов обеспечения водонепроницаемости различают 6 осн. типов З. п. (рис.). З. п. можно строить практически на любых основаниях (кроме сильно разжиженных илистых грунтов). Водонепроницаемая часть плотины (экран, ядро, диафрагма) со скальным основанием обычно соединяется зубом или бетонной шпонкой, под к-рыми в трещиноватой породе устраивается противофильтрационная завеса. При нескальном основании, если водоупор (глина, скала) расположен на приемлемой глубине, водонепроницаемую часть плотины сопрягают с водоупором грунтовым зубом, шпунтовой стенкой или завесой. При глубоком залегании водоупора устраивают понур или висячие зуб и шпунтовую стенку.

По способам возведения различают З. п.: насыпные, сооружаемые сухой отсыпкой грунта с искусств. уплотнением, а также без уплотнения (с отсыпкой грун та в воду или при помощи направленного взрыва), и намывные, возведение к-рых (намыв тела плотины) осуществляется способом гидромеханизации.
925-5.jpg

Основные типы земляных плотин: а - из однородного грунта; 6 - из разнородных грунтов (с водонепроницаемой верховой призмой); в - с экраном из грунтового материала; г - с экраном из негрунтового материала (бетона, железобетона, металла и др); д- с ядром; е- с диафрагмой.

Дренаж З. п. обычно выполняется в виде дренажной призмы или заглублённого в тело плотины дренажного тюфяка. Для защиты верховых (напорных) откосов З. п. от действия волн используют каменную наброску, мощение, покрытие их бетонными или железобетонными плитами. Низовые откосы защищают посевом трав, одерновкой, отсыпкой гравия и щебня. Современные способы механизации земляных работ позволяют сооружать З. п. высотой 150 м и более. См. также Плотина.

Лит.: Гришин М. М., Гидротехнические сооружения, М., 1968; Строительство, т. 1, М., 1964 (Энциклопедия современной техники).

П. Н. Кораблинов.

ЗЕМЛЯНИКА (Fragaria), род многолетних травянистых растений сем. розоцветных. Известно ок. 50 видов (по др. данным, 20-35) в Европе, Азии и Америке. В СССР 6 дикорастущих видов: З. лесная (F. vesca) с ярко-красными плодами, З. зелёная, или полуница (F. viridis), с ароматными зеленовато-красными плодами, З. мускатная (З. мускусная, или клубника) (F. moschata), З. восточная (F. orientalis) с крупными красными плодами, З. бухарская (F. bucharica), З. равнинная (F. campestris). Возделывают гл. обр. З. садовую (F. ananassa), значительно реже З. лесную, З. мускатную, З. виргинскую (F. virginiana) и З. чилийскую (F. chiloensis). З. садовую часто неправильно называют клубникой, к-рая относится к другому ботанич. виду. З. садовая в диком виде не встречается. Первые сорта её появились в 18 в. в Нидерландах; как предполагают, они возникли в результате естеств. гибридизации завезённых в Европу двух амер. видов - З. виргинской и З. чилийской.

Земляника лесная.
925-6.jpg

Это подтверждается сходством признаков растений З. садовой и указанных видов и одинаковым числом хромосом у них (2n-56). З. садовую возделывают в различных климатич. поясах земного шара; в СССР среди ягодных культур З. садовая занимает 1-е место. Её выращивают от Полярного круга до субтропиков. Наибольшие площади З. имеются в центр. р-не Европ. части СССР, Краснодарском крае и на Украине. Существует св. 2000 сортов З. садовой. В центральном р-не распространены Красавица Загорья, Поздняя из Загорья, Комсомолка, Фестивальная и др.; на юге Европ. части СССР - Чернобривка, Ранняя МосВИР, Иосиф Магомет; на Украине - Киевская ранняя (2), Коралловая 100, Ясна; в Белоруссии - Минская, Колхозная, Аврора; в Ср. Азии - Узбекистанская, Память Шредера, Ташкентская, Героиня Маншук, Сеянец Туполевой; в Сибири - Абориген алтайский. В некоторых р-нах СССР выращивают сорта народной селекции - Саксонку, Коралку, и зарубежные - Рощинскую, Кульвер, Победитель, Муто.

З. садовая имеет укороченный разветвлённый стебель выс. до 10 см, к-рый образует корневище. Корни мочковатые, залегают в основном на глуб. 20-25 см. Розетки листьев формируются в верхушечных точках роста стебля (сердечках). Листья тройчатые. Соцветие - многоцветковый щиток. Лепестки белые или слегка желтоватые. Тычинки и пестики многочисленные. У большинства сортов цветки обоеполые, опыляются своей же пыльцой при помощи насекомых. В центр. р-не Европ. части СССР цветение З. начинается в середине или в конце мая и продолжается до начала созревания ягод. Ягодовидные плоды З., обычно наз. ягодами, образуются из разросшегося мясистого цветоложа, нередко окрашенного, на поверхности к-poгo расположены настоящие мелкие плоды (орешки). Ягоды обычно красные (разных оттенков), иногда розовые или белые, с красноватой, реже белой мякотью. Первые ягоды наиболее крупные (у крупноплодных сортов 20- 40 г, у остальных -10-15 г). Ягоды употребляют в свежем, замороженном и переработанном (варенье, пастила, соки и др.) виде. Химич. состав свежих ягод в среднем (в % по массе); вода (80-90), общий сахар (4,5-10), кислоты (0,8-1,6), азотистые (0,9-1,2), пектиновые (1,0-1,7), дубильные (0,16-0,25) вещества, клетчатка (1,0-1,6), зола (0,4-0,8); витамин С (50-80 мг% ). Урожай 6-7 т/га, а на нек-рых участках в передовых х-вах - 10-13 т/га (совхоз им. Ленина Моск. обл.).

З. садовая - растение неморозостойкое. В центр., сев. и вост. р-нах Европ. части СССР она хорошо зимует только под снегом, понижение темп-ры до - 15°С (без снегового покрова) приводит к гибели растений. Бутоны, цветки, молодые завязи чувствительны к заморозкам. З. незасухоустойчива. Лучшие участки под З. садовую - пологие (до 5°) склоны, без западин и "блюдец", обеспечивающие сток холодного воздуха и избыточной влаги весной. Вокруг участков или со стороны господств. ветров создают полезащитные лесные полосы, препятствующие сдуванию снега зимой и иссушению почвы летом. З. не требовательна к почве, её можно выращивать на всех почвах, пригодных для с.-х. культур. Лучшие почвы - богатые органич. веществами лёгкие суглинки. Почвы с повышенной кислотностью (рН ниже 5) известкуют за 1-2 года до посадки растений. Размножают З. рассадой - молодыми растениями (розетка листьев и зачатки корней), образующимися в узлах усов (горизонтальных стелющихся по земле побегов). Семенами размножают З. только в селекц. работе. З. выращивают в спец. земляничных севооборотах. Лучшие предшественники - однолетние и многолетние травы, сидеральные растения и пропашные культуры. Сажают З. на ровной поверхности, а на сырых местах - на грядах. В крупных х-вах наиболее распространён однострочный способ посадки (15-20 X 80-90 см) с последующим расширением и загущением рядов за счёт укоренения розеток.

В небольших садах З. выращивают в кустовой форме, высаживая растения в 1-3 строчки и удаляя в дальнейшем все усы. Растения сажают осенью или весной, в центр. р-не Европ. части СССР - в августе и до середины сентября, на юге -в октябре - ноябре. В зарубежной практике рассаду для весенней посадки заготавливают в конце осени и хранят в холодильниках. Сажают рассаду вручную под штыковку или в край борозд, нарезанных культиватором или спец. машинами. Посаженные растения обильно поливают. Хозяйств. урожай получают обычно через год после посадки. В СССР земляничные плантации используют в течение 4-5 лет (3-4 урожая), затем запахивают. В нек-рых зарубежных странах ограничиваются получением только 1-2 урожаев. Уход за насаждениями З. заключается в рыхлении почвы, удалении сорняков (в рядках - ручными мотыгами, в междурядьях - культиваторами), периодич. удалении усов, поливах при продолжительной сухой погоде, внесении удобрений, борьбе с вредителями и болезнями.

Основные вредители З. садовой - малинно-земляничный долгоносик, земляничная нематода, земляничный клещ; болезни З. - серая гниль ягод, мучнистая роса, белая и бурая пятнистости листьев (см. Пятнистости сельскохозяйственных растений).

Илл. см. на вклейке к стр. 496.

Лит.: Агротехника, селекция, сортоиспытание плодово-ягодных культур, М., I960; Философова Т. П., Земляника, М., 1962; Шуменкер Дж. Ш., Культура ягодных растений н винограда, пер. с англ., М., 1958.

Т. Философова. М. Язвицкий.

ЗЕМЛЯНИЧНОЕ ДЕРЕВО, земляничник (Arbutus), род вечнозелёных небольших деревьев или кустарников сем. вересковых. Листья крупные, кожистые, простые, цельные. Цветки мелкие, обоеполые, правильные, белые или розовые, в верхушечных метёлках; плод - ягодовидная, многосемянная костянка, похожая на плод земляники. Св. 20 видов в Сев. Америке и Средиземноморье.

Земляничное дерево красное: 1 - ветка с цветками; 2 - ветка с плодами; а - разрез цветка; б - разрез плода.
925-7.jpg
 

В СССР 2 вида. 3. д. красное (А. andrachne) дико растёт на приморских скалах и культивируется в Крыму и в Зап. Закавказье; 3. д. крупноплодное (A. unеdo) там же встречается в культуре. Плоды его используют на варенье и вина, древесину - на поделки. Декоративные и медоносные растения.

Лит.: Деревья и кустарники СССР, т. 5. М.- Л.. 1960.

ЗЕМЛЯНИЧНЫЙ ТОМАТ, однолетнее растение сем. паслёновых, вид физалиса.

ЗЕМЛЯНКА, углублённое в землю жилище, прямоугольное или округлое в плане, с перекрытием из жердей или брёвен, засыпанных землёй. З. - один из древнейших и повсюду распространённых видов утеплённого жилья; известны с эпохи верхнего палеолита. Внутри обычно находился очаг, а вдоль стен - нары. В слав. землях полуземлянки (З. с бревенчатым срубом, большая часть к-poгo возвышается над землёй) сохранялись до позднего средневековья (13-14 вв.), у нек-рых народов СССР (коми, удмурты и др.) - до 17-18 вв.; в ряде пром. р-нов дореволюц. России (Донбасс и др.) значит. часть рабочих жила и З. Подземные жилища существовали в Закавказье. Полуземлянки с костром-очагом у ительменов и нивхов исчезли лишь в 19 в., у коряков, кетов, селькупов - в 20 в.; у сев.-амер. индейцев (напр., навахой) и эскимосов З. продолжают бытовать. Круглые З. с входом через дымовое отверстие были известны и в Сев. Китае.

ЗЕМЛЯНКИ ВОЙСКОВЫЕ, деревоземляные сооружения, предназначенные для размещения личного состава войск, штабов и обеспечения их бытовых нужд в полевых условиях. З. в. устраиваются односкатными или двускатными с лёгким перекрытием из сплошного ряда жердей (наката из брёвен), уложенных на стропила или лежни, глиняной прослойки и грунтовой обсыпки обшей толщиной 30-40 см. В торцах З. в. устраивают выходные тамбуры. Внутри сооружения устанавливают печь для обогрева и оборудование для отдыха личного состава, работы штаба или др. надобностей. В Великую Отечеств. войну 1941-45 сов. войсками и партизанами применялись также З. в. с остовом из бревенчатого сруба и перекрытием из брёвен в 2-3 наката.

ЗЕМЛЯНОЕ ПОЛОТНО, сооружение, служащее основанием верхнего строения ж.-д. пути или дорожной одежды автомоб. дороги. З. п. воспринимает нагрузку от рельсо-шпальной решётки, балласта и подвижного состава (на ж. д.), от дорожной одежды, автомобилей н т. п. (на автомоб. дороге), равномерно распределяя эту нагрузку на нижележащий естеств. грунт. З. п. - один из гл. элементов дороги, от состояния к-рого зависит исправность ж.-д. пути и дорожной одежды.

В состав З. п. жел. дорог (рис. 1) входят насыпи, выемки, а также резервы, кавальеры и водоотводные устройства (кюветы, лотки, нагорные и забанкетные канавы, дренажи и др.), укрепительные и защитные сооружения. Ширина осн. площадки железнодорожного З. п. в СССР (на прямых участках пути) принята для однопутных линий 1-й и 2-й категорий - 7 м, 3-й категории -5,8 м, 4-й - от 5,5 до 5,8 м. В скальных, крупнообломочных и песчаных (кроме мелких н пылеватых песков) грунтах ширина уменьшается соответственно до 6 и 5,2м. При проектировании 2-го пути расстояние от его оси до бровки З. п. принимается 3,5 м. На кривых участках ширина З. п. увеличивается в наружную сторону на 0,1-0,5,ч в зависимости от радиуса кривой.
925-8.jpg

З. п. автомобильных дорог (рис. 2) слагается из проезжей части, двух обочин, разделит. полосы или парапетов. Ширина осн. площадки З. п. принимается для дорог 1-й категории 27,5 м и более, 2-й и 3-й категорий 15 и 12 м; 4-й н 5-й категорий 10 и 8 м. Крутизна откосов насыпей и выемок определяется в зависимости от свойств грунтов, геологич., гидрогеологич. и климатич. условий местности, способов произ-ва работ, а также от высот насыпи и глубины выемки.
925-9.jpg

Рис. 2. Схемы поперечных профилей земляного полотна автомобильным дороги: а - с разделительной зелёном полосой; б- с боковыми резервами; 1 -проезжая часть; 2 - полоса безопасности; 3 - обочины: 4 - откосы; 5 - кюветы; 6 - разделительная зелёная полоса; 7 - боковые резервы.

Для придания устойчивости откосам З. п. применяются след. виды укрепления: посевы многолетних трав, укладка дёрна, плит и др., посадка кустарника, фашины, покрытие сборным или монолитным бетоном или железобетоном.

Сооружение З. п., как правило, осуществляется спец. механизир. колоннами или отрядами, к-рые имеют землеройные и транспортные машины: экскаваторы, автосамосвалы, прицепные и самоходные скреперы, грейдеры-элеваторы, автогрейдеры, шнековые планировщики, а также машины для уплотнения грунтов в насыпях и выполнения отделочных работ.

Лит.: Чернышев М. А., Устройство, содержание и ремонт пути. 2 изд., М., 1963; Строительные нормы и правила, ч. 2, раздел Д. гл. 6. Автомобильные дороги промышленных предприятий, М., 1964.

ЗЕМЛЯНОЙ ВОЛК (Proteles cristatus), хищное млекопитающее сем. гиеновых. Окраска шерсти светлая, желтовато-серая; на боках тела 6-7 чёрных поперечных полос и неск. поперечных полос на ногах. На хребте шерсть длиннее и образует своеобразную гриву. Дл. тела ок. 80 см; хвост пушистый (дл. 30 см), выс. в холке до 50 см. Клыки хорошо развиты: коренные зубы упрощённые. Распространён 3. в. в Юж. Африке: обитает на открытых местах группами по 5-6 особей. Живёт обычно в земляных порах. Питается гл. обр. термитами и др. насекомыми, а также мышевидными грызунами и мелкими птицами. Размножение в ноябре - декабре; в помёте 2-4 детёныша.

ЗЕМЛЯНОЙ ГОРОД, часть Москвы 17- нач. 19 вв., окружавшая Белый город и ограниченная извне земляным валом (терр. между нынешним Бульварным и Садовым кольцом), по к-рому и получила назв. в 1-й пол. 17 в. Ранее эта терр. наз. Скородом (наскоро построенные дома), а с сооружением в кон. 16 в. вокруг неё земляного вала с деревянной стеной и башнями - Деревянным городом. В 1611, во время польской интервенции, деревянные укрепления сгорели. В 1638-41 вал был подсыпан и удлинён до 15 км; в 1659 на нём построена новая деревянная стена, в воротах к-poй взималась в кон. 17-нач. 18 вв. пошлина с ввозимых в Москву товаров. К коп. 18 в. стена обветшала и разрушилась, вал во мн. местах был срыт. После моск. пожара 1812 вал был уничтожен, образовавшаяся кольцевая улица была засажена деревьями (1816-30) и стала наз. Садовой (затем разделённой на отдельные улицы). В З. г. находились слободы: Бронная, Конюшенная, Огородная, Патриаршая и др. Ныне терр. быв. З. г. - плотно заселённая часть Москвы.

Лит.: Сытин П. В., Из истории московских уллц, 3 изд., М., 1958, с. 333 - 39.

В. И. Канатов.

ЗЕМЛЯНОЙ ЗАЙЧИК, тарбаганчик (Alactagulus acontion), млекопитающее семейства тушканчиков отряда грызунов.

ЗЕМЛЯНОЙ ЗАЯЦ, большой тушканчик (Allactaga major), млекопитающее сем. тушканчиков отр. грызунов.

ЗЕМЛЯНОЙ МИНДАЛЬ, то же, что чуфа.

ЗЕМЛЯНОЙ ОРЕХ, то же, что арахис.

ЗЕМЛЯНОЙ ХРЕБЕТ, Большеземельский хребет, название моренных гряд - "мусюров" - в Большеземелъской тундре (Коми АССР и Архангельская обл. РСФСР). Образует водораздел рек басс. Баренцева м. и Печоры. Гряды (до 250 м) чередуются с обширными слабоволнистыми понижениями, запятыми торфяными болотами и озёрами.

ЗЕМЛЯНЫЕ БЛОХИ, жуки сем. листоедов, вредители многих культурных растений; то же, что блошки земляные.

ЗЕМЛЯНЫЕ ПИРАМИДЫ, узкие конусовидные образования выс. до 10- 15 м, сложенные валунно глинистыми ледниковыми отложениями (мореной).

Увенчаны обычно крупным валуном или глыбой. Возникают при размыве несортированных моренных масс атм. осадками. Крупные валуны на З. п. защищают находящуюся под ними массу морены от разрушения.

ЗЕМЛЯНЫЕ РАБОТЫ, комплекс строит. работ, включающий выемку (разработку) грунта, перемещение его и укладку в определённое место (процесс укладки в ряде случаев сопровождается разравниванием и уплотнением грунта). З. р. являются одним из важнейших элементов пром., гидротехнич., транспортного, жилищно-гражд. стр-ва. Цель З. р.- создание инж. сооружений из грунта (плотин, жел. и автомоб. дорог, каналов, траншей и т. д.), устройство оснований зданий и сооружений, воздвигаемых из др. материалов, планировка территорий под застройку, а также удаление земляных масс для вскрытия месторождений полезных ископаемых. З. р., связанные с добычей полезных ископаемых открытым способом, относятся к горным работам (см. Вскрышные работы). Земляные сооружения создаются путём выемок в грунте или возведением из него насыпей. Выемка, отрываемая только для добычи грунта, наз. резервом, а насыпь, образованная при отсыпке излишнего грунта,- отвалом.

Различают З. р. открытые (на поверхности земли), подземные и подводные. З. р. в совр. стр-ве почти полностью механизированы и выполняются высокопроизводит. машинами. К подготовит. и вспомогат. З. р. относятся: очистка территории, разбивка земляных сооружений, отвод поверхностных вод, устройство дренажа сооружений, крепление стенок выемки, закрепление грунтов и др. Осн. способы З. р.: механический, взрывной, гидромеханический.

При механическом способе З. р. (наиболее распространённом) разработка грунта осуществляется землеройными и землеройно-транспортными машинами (экскаваторы, скреперы, бульдозеры, грейдеры, грейдер-элеваторы, погрузчики, канавокопатели и др.). Для транспортирования грунта (из выемок к месту укладки) на значительные расстояния применяется т. н. транспортный способ, при к-ром разработка грунта производится землеройными машинами (гл. обр. экскаваторами) с погрузкой в рельсовый или безрельсовый транспорт или на ленточные конвейеры.

При сооружении каналов, жел. и автомоб. дорог, отрывке котлованов и траншей с перемещением грунта на небольшие расстояния (150-200 м) обычно используется бестранспортный способ, когда выемка грунта (с несколькими перекидками) и удаление его за пределы контуров сооружений производятся экскаваторами-драглайнами. Этот способ весьма эффективен, особенно на открытых горных разработках. При З. р. с транспортированием грунта в насыпи на расстояние до 3000 м целесообразно применение самоходных скреперов и погрузчиков. Прицепные скреперы с ковшами ёмкостью 10-15 м3 при наличии тягачей, имеющих ограниченную скорость, обычно используются для перемещения грунта на расстояние до 100 м. Осуществляя послойную разработку грунта, скреперы дают возможность отбирать для укладки в насыпь высококачеств. грунты. Наряду с этим скреперы разравнивают и частично уплотняют грунт, что существенно облегчает последующие работы по уплотнению грунтов. Тяжёлые грунты при разработке скреперами рекомендуется предварительно рыхлить.

Разработка неглубоких выемок, планировочные работы, полувыемки-полунасыпи (на косогорах), разравнивание, обратные засыпки с перемещением грунта на 100-150 м производятся бульдозерами. Особенно эффективно применение групп бульдозеров (по 2-3 в ряд), что увеличивает производительность каждого бульдозера за счёт уменьшения потерь грунта. Для рытья траншей наряду с одноковшовыми экскаваторами используются и многочерпаковые траншейные. Планировочные З. р., профилировка земляного полотна автомоб. дорог, а также рытьё небольших канав (нагорных, кюветов и др.) могут выполняться самоходными грейдерами. При возведении различных земляных сооружений, засыпке фундаментов и траншей требуется послойное уплотнение грунта. Оно производится обычно катками дорожными (гладкими, шиповыми, вибрационными и др.), в стеснённых условиях - трамбовками, вибротрамбовками, трамбовочными плитами.

При взрывном способе З. р. используется сила взрыва зарядов взрывчатых веществ для перемещения грунта в нужном направлении (см. Направленный взрыв). Во мн. случаях (особенно при больших объёмах работ) взрывной способ даёт большой экономич. эффект.

Гидромеханический способ З. р., называемый гидромеханизацией, осуществляется с помощью гидромониторов, разрабатывающих земляной массив напором водяной струи, или землесосных снарядов, всасывающих грунт вместе с водой. При гидромеханизации все 3 элемента З. р. (разработка, транспортирование, укладка грунта) объединяются в непрерывный процесс, что обеспечивает высокую эффективность этого метода. Применяются также и комбинированные способы З. р., напр. механич. способ со взрывным, гидромеханическим и т. п. Выбор методов З. р. и средств механизации обусловливается проектом произ-ва работ.

Лит.: Строительные нормы и правила, ч. 3, раздел Б, гл. 1 - Земляные сооружения, М., 1964; Технология и организация строительного производства, под ред. И. Г. Галкина, М., 1969.

Л. Б. Гисин.

ЗЕМЛЯНЫЕ ЧЕРВИ, представители ряда семейств малощетинковых червей; то же, что дождевые черви.

ЗЕМЛЯЧКА (Самойлова) Розалия Самойловна (урожд.- 3алкинд; парт. псевд.- Демон, Осипов) [20.3(1.4).1876, Киев,-21.1.1947, Москва], советский гос. и парт. деятель. Чл. Коммунистич. партии с 1896. С 1901 агент "Искры" в Одессе и Екатеринославе. Делегат 2-го съезда РСДРП (1903). В 1903 кооптирована в ЦК партии. В 1904 чл. Бюро комитетов большинства. Делегат 3-го съезда РСДРП (1905). В 1905 секретарь Моск. к-та РСДРП, парт. организатор Рогожско-Симоновского р-на, работала в воен. орг-ции партии. Неоднократно арестовывалась. В 1909 секретарь Бакинской парт. орг-ции, затем была в эмиграции. В 1915- 1916 чл. Моск. бюро ЦК РСДРП. С февр. 1917 секретарь 1-го легального Моск. к-та РСДРП(б); делегат 7-й (Апрельской) Всеросс. конференции и 6-го съезда РСДРП(б), в окт. дни руководила во-оруж. борьбой рабочих Рогожско-Симоновского р-на.

В 1918 нач. политотделов 8-й и 13-й армий; после освобождения Крыма (нояб. 1920) секретарь Крымского обкома РКП(б). В 1922-23 секретарь Замоскворецкого РК партии в Москве. В 1924- 1925 чл. Юго-Вост. бюро ЦК РКП(б), затем секретарь Мотовилихинского РК РКП(б) на Урале. В 1926-31 чл. коллегии наркомата РКИ; в 1932-33 чл. коллегии НКПС.Делегат 8-го, 11 - 18-го съездов партии. С 13-го съезда РКП(б) (1924) чл. ЦКК. На 17-м съезде ВКП(б) (1934) избрана чл. Комиссии сов. контроля, работала зам. пред. и пред. Комиссии сов. контроля. На 18-м съезде ВКП(б) (1939) избрана чл. ЦК ВКП(б). В 1939-43 зам. пред. СНК СССР, затем зам. пред. КПК при ЦК ВКП6). Деп. Верх. Совета СССР 1-2-го созывов. Награждена 2 орденами Ленина и орденом Красного Знамени. Автор воспоминаний о В. И. Ленине (см. сб. "Воспоминания о В. И. Ленине", т. 2, 1969, с. 82-86). Похоронена на Красной площади у Кремлёвской стены.

Лит.: Разумова А., Арина С., Р. С. Землячка, в кн.: Славные большевички, М., 1958; Ангарская М., Сердце, отданное народу, в кн.: Женщины русской революции, М., 1968.

ЗЕММЕЛЬВЕЙС (Semmelwels) Игнац Филипп (1.7.1818, Будапешт,-13.8.1865, Вена), венгерский акушёр. В 1844 окончил мед. ф-т Венского ин-та. Работая в клинике, 3. заинтересовался причиной послеродового сепсиса ("родильной горячки"), от к-рого погибала почти треть родильниц. Чисто эмпирически, задолго до открытий Л. Постера и Д. Листера, 3. разработал (1846) метод борьбы с послеродовым сепсисом - тщательное мытьё рук с последующим дезинфицированием их раствором хлорной извести. В результате применения этого метода в акушерской клинике смертность от "родильной горячки" резко снизилась. Однако метод был встречен враждебно консервативно настроенными врачами; З. пришлось покинуть Вену. В 1850-55 З. заведовал родильным отделением больницы св. Роха в Будапеште, с 1855 проф. теоретич. и практич. акушерства Будапештского ун-та. Открытие З. было полностью признано лишь после его смерти. В Будапеште в 1906 сооружён памятник З. с надписью: "Спаситель матерей".

Соч.: Die Aetiologie, der Begriff und die Prophylaxis des Kindbettfiebers, Pest-W. - Lpz., 1861.

Лит.: Какушкин Н., Земмельвейс, "Врачебное дело", 1927, № 12; Пахнер Ф., За жизнь матерей, пер. с чешек., М., 1963.

М. Б. Мирский.

ЗЕММЕРИНГ (Semmering), горный перевал в Штирийских Альпах, в Вост. Австрии, ведущий из долины р. Мюрц в долину р. Шварца (приток р. Лейта). Выс. 985 м. Через З. проложено шоссе, а в туннеле под З., дл. ок. 1,5 км,- старейшая в Альпах ж. д. (построена в 1842- 1854), связавшая Вену с Грацем. Район З.- известный климатич. курорт.

ЗЕМНАЯ КОРА, самая верхняя из твёрдых оболочек Земли. Нижней границей З. к. считается поверхность раздела, при прохождении к-рой сверху вниз продольные сейсмич. волны скачком увеличивают скорость с 6,7-7,6 км/сек до 7,9- 8,2 км/сек (см. Мохоровичича поверхность). Это служит признаком смены менее упругого материала более упругим и более плотным. Слой верхней мантии, подстилающий З. к., часто наз. субстратом. Вместе с З. к. он составляет литосферу. З. к. различна на материках и под океаном. Материковая З. к. обычно имеет толщину 35-45 км, в областях горных стран - до 70 км.

Верхнюю часть материковой З. к. составляет прерывистый осадочный слой, состоящий из разновозрастных неизменённых или слабоизменённых осадочных и вулканич. горных пород. Слои нередко смяты в складки, разорваны и смещены по разрыву. В нек-рьгх местах (на щитах) осадочная оболочка отсутствует. Вся остальная толща материковой З. к. разделяется по скоростям сейсмич. волн на 2 части с условными названиями: для верхней части - "гранитный" слой (скорость продольных волн до 6,4 км/сек), для нижней -"базальтовый" слой (6,4- 7,6 км/сек). По-видимому, "гранитный" слой сложен гранитами и гнейсами, а "базальтовый" слой - базальтами, габбро и очень сильно метаморфизованными осадочными породами в различных соотношениях. Эти 2 слоя часто разделены Конрада поверхностью, при переходе к-рой скорости сейсмических волн возрастают скачком. По-видимому, в З. к. с глубиной уменьшается содержание кремнезёма и возрастает содержание окислов железа и магния; ещё в большей степени это имеет место при переходе от З. к. к субстрату.

Океанич. З. к. имеет толщину 5-10 км (вместе с толщей воды-9-12 км). Она разделяется на 3 слоя: под тонким (менее 1 км) слоем морских осадков лежит "второй" слой со скоростями продольных сейсмич. волн 4-6 км/сек; его толщина 1-2,5 км. Вероятно, он сложен серпентинитом и базальтом, быть может, с прослоями осадков. Нижний, "океанический", слой толщиной в среднем ок. 5 км имеет скорости прохождения сейсмич. волн 6,4-7,0 км/сек; вероятно, он сложен габбро. Толщина слоя осадков на дне океана изменчива, местами их нет совсем. В переходной зоне от материка к океану наблюдается З. к. промежуточного типа.

З. к. подвержена постоянным движениям и изменениям. В её необратимом развитии подвижные области - геосинклинали - превращаются путём длит. преобразований в относительно спокойные области - платформы. Существует ряд тектонических гипотез, объясняющих процесс развития геосинклиналей и платформ, материков и океанов и причины развития З. к. в целом. Несомненно, что гл. причины развития З. к. лежат в более глубоких недрах Земли; поэтому изучение взаимодействия З. к. и верхней мантии представляет особенный интерес.

З. к. близка к состоянию изостазии (равновесию): чем тяжелее, т. е. толще или плотнее к.-л. участок З. к., тем глубже он погружён в субстрат, Тектонич. силы нарушают изостазию, но когда они слабеют, З. к. возвращается к равновесию.

Е. И. Люстих.

ЗЕМНАЯ СТАНЦИЯ, станция космич. службы, расположенная либо на земной поверхности, включая борт морского судна, либо на борту возд. корабля (по определению, принятому Чрезвычайной адм. конференцией радиосвязи, Женева, 1963). З. с. предназначена для работы в линии радиосвязи с космич. летат. аппаратом или через космич. летат. аппарат. Назв. "З. с." принято в отличие от наземной станции, работающей в службе наземной радиосвязи, не использующей космич. летат. аппараты.

ЗЕМНОВОДНЫЕ, амфибии (Amphibia) (от греч. amphibios - живущий двоякой жизнью), класс позвоночных животных. З.- первые позвоночные, перешедшие от водного к водно-наземному образу жизни. Откладывают икру, подобно рыбам, т. к. их яйца (икра) и зародыши лишены приспособлений для наземного развития (анамнии). Развитие завершается метаморфозом, во время к-рого личинки утрачивают сходство с рыбами и превращаются во взрослых животных. Организация З. как наземных позвоночных во многом несовершенна: интенсивность обмена веществ очень невысока, темп-pa тела непостоянна и соответствует темп-ре внешней среды.

К совр. З. относится ок. 2850 видов, объединяемых в 3 отряда: безногие, хвостатые и бесхвостые З. Безногие земноводные имеют удлинённое тело, конечности и хвост отсутствуют.
925-10.jpg

Рис. 1. Схема кровеносной системы лягушки: I - венозная пазуха; II - правое предсердие; III - левое предсердие; IV - желудочек; V - артериальный ствол; 1 - лёгочно-кожная артерия; 2 - дуга аорты; 3 - сонная артерия; 4 - язычная артерия; 5 - сонная железа; в - подключичная артерия; 7 - общая аорта; 8 - кишечная артерия; 9 - кожная артерия; 10 - лёгочная вена; 11 - лёгкое; 12 - задняя полая вена; 13 - кожная вена; 14 - брюшная вена; i5 - печень; 16 - почечная вена.

Хвостатые земноводные имеют вытянутое тело, хвост хорошо развит, ноги обычно слабые и короткие. Бесхвостые земноводные имеют две пары конечностей, по земле передвигаются прыжками; в воде плавают, отталкиваясь задними конечностями, снабжёнными у большинства видов плават. перепонками.

Мягкая и влажная кожа играет у З. важную роль в дыхании. Необходимая для газообмена влажность кожи поддерживается выделениями слизистых желез. На спинной стороне тела расположены крупные белковые (серозные) железы, выделения к-рых ядовиты. Лишь у нек-рых безногих З. в коже имеются мелкие костные чешуйки. Затылочных мыщелков два. Верхний костный элемент подъязычной дуги превращён в слуховую косточку. Во время метаморфоза жаберные дуги редуцируются и преобразуются вместе с нижними элементами подъязычной дуги в подъязычную кость. Общее число позвонков колеблется от 9 (у большинства бесхвостых З.) до 200 и более (у безногих З.).
925-11.jpg

Рис. 2. Развитие хвостатого земноводного-тритона: 1 - яйца; 2 - личинка в момент выклева; 3 - стадия прорыва ротового отверстия и начала ветвления наружных жабр; 4 -стадия полного развития наружных жабр и расчленения передних конечностей; 5 - стадия расчленения передних и задних конечностей; 6 - начало редукции жабр и плавниковых складок; 7 - стадия выхода на сушу.

У большинства бесхвостых З. рёбра полностью редуцированы. Конечности парные, пятипалого типа. Подвздошные кости таза (сильно удлинённые у бесхвостых З.) сочленяются с поперечными отростками крестцового позвонка.

Головной мозг З. имеет хорошо развитый передний мозг, полушария к-рого полностью разделены. Мозжечок развит очень слабо. Черепномозговых нервов 10 пар. У личинок З. имеются органы боковой линии (см. Боковые органы). Аккомодация глаза осуществляется перемещением хрусталика.

925-12.jpg

Рис. 3. Развитие бесхвостого земноводного - остромордой лягушки: 1 - яйца; 2 - головастик в момент выклева; 3 - развитие плавниковых складок и наружных жабр; 4 - стадия максимального развития наружных жабр; 5 - стадия исчезновения наружных жабр; 6 - стадия появления задних конечностей; 7 - стадия расчленения и подвижности задних конечностей (сквозь покровы просвечивают передние конечности); 8 - стадия освобождения передних конечностей, метаморфоза ротового аппарата н начала резорбции хвоста; 9 - стадия выхода на сушу.

У живущих в почвебезногих З. и у пещерных хвостатых З. глаза недоразвиты. Бесхвостые З., кроме внутр. уха, имеют полость среднего уха и барабанную перепонку. Органы осязания хорошо развиты. Органы обоняния хорошо выражены у безногих и хвостатых З. Органы вкуса развиты слабо.

Во взрослом состоянии все З. питаются исключительно животной пищей. Зубы служат лишь для схватывания и удержания добычи. У жаб и nun зубы полностью отсутствуют. В отличие от рыб, З. имеют подвижный язык, богатый железами, выделяющими клейкую слизь, что способствует захватыванию мелкой добычи. Пищеварит. тракт З. сравнительно короток. Большинство З. во взрослом состоянии имеет лёгкие, хоаны (внутр. ноздри) и гортанные хрящи. В связи с отсутствием грудной клетки у большинства З. при опускании дна ротовой полости воздух всасывается в неё через ноздри; затем ноздри замыкаются клапанами, а дно рта поднимается к нёбу, нагнетая воздух в лёгкие через гортанную щель. Лёгочное дыхание дополняется кожным, которое иногда имеет преобладающее значение (напр., у безлёгочных саламандр). Хвостатые З., обитающие вводе, дышат жабрами, сохраняя их в течение всей жизни.

925-13.jpg

Рис. 4. Скелеты вымерших земноводных: 1 - Ophiderpeton; 2 - Metoposaurus; 3-Diplocaulus.

Кровообращение личинок З. сходно с кровообращением рыб. Сердце 3. послеметаморфоза приобретает трёхкамерное строение, т. е. образовано 2 предсердиями и 1 желудочком. Правое предсердие получает венозную кровь, левое - артериальную (из лёгких и кожи). Венозная и артериальная кровь лишь частично смешиваются в полости желудочка, стенки к-рого имеют сложную систему мускульных перекладин. В лёгочные вены направляется гл. обр. венозная кровь, дуги аорты заполняются смешанной кровью, и лишь сонные артерии получают артериальную кровь. (Рис. 1.)

У взрослых З. имеется парная туловищная почка. У личинок на ранних стадиях развития функционирует т. н. головная почка, или предпочка. Большое значение в водном обмене имеет мочевой пузырь. У самцов имеются парные семенники, у самок - парные яичники. Яйцеклетки выводятся наружу через яйцеводы, впадающие в клоаку. Половозрелости З. достигают чаще всего к 3-4-му году. Большинство З. откладывает икру в водоёмы. В период размножения для бесхвостых З. характерны "весенние концерты" (пение самцов), для хвостатых З.- брачные игры; у мн. форм заметно усиливается половой диморфизм. Почти у всех бесхвостых и немногих хвостатых З. оплодотворение наружное, у большинства хвостатых и у безногих З.- внутреннее. Лишь немногие З. живородящи. Все остальные откладывают икру. Плодовитость З. колеблется от 3 икринок до 28 тыс. Личинка у бесхвостых З. (наз. головастиком) особенно сильно отличается от взрослой особи. При метаморфозе наружные жабры исчезают, органы чувств перестраиваются соответственно условиям воздушной среды; в эпидермисе развивается роговой слой. У З., откладывающих икру на суше, иногда наблюдается переход к развитию без метаморфоза, т. е. прямоеразвитие.

Рис. 5. Вымершие земноводные: 1 - Eogyrinus; 2 - Eryops; 3 - Gerrothorax; 4- Seymouria; 5 - Metoposaurus; 6 - Ophiderpeton; 7 - Diplocaulus; 8 - Cardiocephalus.
925-14.jpg

Личинки некоторых хвостатых 3. могут достигать половозрелости до метаморфоза (неотения). Большинство З., отложив икру, покидает её. У некоторых форм родители переносят на себе молодь или икру (напр., самцы жабы-повитухи). Нек-рые З. вынашивают молодь, напр. самец ринодермы Дарвина, самки сумчатых лягушек и пипы. (Рис. 2 и 3.)

Большинство З. полезны, т. к. уничтожают вредителей с. х-ва и служат пищей для др. животных. Во мн. странах (Франция, Италия, США и др.) нек-рые лягушки употребляются человеком в пищу. Нек-рые З., напр. лягушки, - классич. объекты для физиологических экспериментов.

Ископаемые З. гораздо многочисленнее и разнообразнее современных. Классификация ископаемых З. основана на строении их позвоночника и черепа. Наиболее древние и примитивные З.- ихтиостеги - обладали значит. сходством с кистепёрыми рыбами, будучи их потомками. Гл. ветвь ископаемых З. составляли лабиринтодонты; от них, по-видимому, отделились батрахозавры, бесхвостые и лепоспондильные З., а также микрозавры. Батрахозавры - вероятные предки пресмыкающихся. Появившись в девоне, З. достигли широкого распространения и разнообразия в карбоне, чему благоприятствовал влажный и жаркий климат того периода; в пермский, более сухой, период среди З. появилось много наземных форм. В триасе многообразие З., представленных преим. водными формами, резко сократилось; 2-й этап их относит. процветания приходится уже на кайнозой. Нек-рые ископаемые З. достигали гигантских размеров, имея череп дл. более 1 м (мастодонзавр). Осн. местонахождения остатков древних З. (девон - триас) известны из Сев. полушария, отдельные находки - из Юж. Африки и Индии. В СССР остатки ископаемых З. многочисленны в вост. части Русской платформы и служат надёжными руководящими формами для установления геологич. возраста отложений. (Рис. 4 и 5.) Илл. см. на вклейке к стр. 497.

Лит.: Ефремов И. А., Вьюгяков Б. П., Каталог местонахождений пермских и триасовых наземных позвоночных на территории СССР, "Тр. Палеонтологического ин-та АН СССР", 1955, т. 46; Терентьев П. В., Герпетология, М., 1961; Шмальгаузен И. И., Происхождение наземных позвоночных, М., 1964; Основы палеонтологии. Земноводные, пресмыкающиеся и птицы, М., 1964; Жизнь животных, т. 4, ч. 2, М.. 1969; Noble G., The biology ofthe amphibia, N.Y. - L., 1931; Angel F., Vie et moeurs des amphibiens, P., 1947; Rоmer A. S., Review of Labyrinthodontia, "Bulletin Museum Comparative Zoology", 1947, v. 99, № 1; Physiology of the amphibia, ed. J. A. Moore, N. Y.. 1964.

П. В. Терентьев, А. К. Рождественский.

ЗЕМНОГО МАГНЕТИЗМА, ИОНОСФЕРЫ И РАСПРОСТРАНЕНИЯ РАДИОВОЛН ИНСТИТУТ АН СССР (ИЗМИРАН), научно-исследовательское учреждение, занимающееся изучением явлений земного магнетизма, физич. свойств ионосферы и магнитосферы Земли и распространения радиоволн в них, исследованием влияния активности Солнца на геофизич. (электромагнитные) процессы. ИЗМИРАН находится в Научном центре АН СССР в Красной Пахре (под Москвой). Организован в 1939 на базе Бюро Генеральной магнитной съёмки и Павловской магнитной обсерватории, входившей в состав Гл. геофизич. обсерватории. Организатором и первым директором ИЗМИРАН был Н. В. Пушков.

В ин-т входит Ленингр. отделение, занимающееся исследованием постоянного магнитного поля Земли и магнитной картографией, а также Калининградская и Архангельская комплексные магнитоионосферные обсерватории. Ин-т располагает немагнитной шхуной "Заря", на к-рой проводятся исследования магнитного поля на акватории Мирового ок., вертикальное зондирование ионосферы и исследование космич. лучей. Ин-т принимает участие в исследованиях на антар-ктич. станциях. В ин-те созданы магнитометры, установленные на искусств. спутниках Земли, космич. ракетах и на станциях "Луна" и "Венера".

Результаты науч. работ публикуются в "Трудах ИЗМИРАН" (с 1936), в месячном обзоре "Космические данные" (с 1938), содержащем первичные материалы наблюдений, в "Месячном прогнозе распространения радиоволн" (с 1947), в журн. "Геомагнетизм и аэрономия" (с 1961). Лаборатория краткосрочных прогнозов ионосферы ежедневно делает сообщения по радио о состоянии ионосферы. Ленингр. отделение периодически составляет карты магнитного поля на поверхности Земли.

Лит.: Ляхов Б. М., Из истории ИЗМИРАНа, "Земля и Вселенная", 1969. № 6.

Б. М. Ляхов.

ЗЕМНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ, тепловое излучение земной поверхности. Т. к. земная поверхность имеет сравнительно низкую темп-ру, она излучает электромагнитные волны дл. от 3 до 80 мкм, относящиеся к инфракрасной, не воспринимаемой глазом, области спектра. За счёт собств. излучения земная поверхность теряет тепло, охлаждается. Поток собств. излучения земной поверхности направлен вверх и почти целиком поглощается атмосферой, нагревая её. В свою очередь атмосфера посылает к земной поверхности своё встречное излучение (противоизлучение атмосферы) примерно с теми же длинами волн, к-рое частично компенсирует потерю тепла земной поверхностью за счёт собств. излучения. Разность между собств. излучением земной поверхности и встречным излучением наз. эффективным излучением. В ясные ночи противоизлучение уменьшается и эффективное излучение увеличивается; поэтому земная поверхность сильно охлаждается, а от неё охлаждаются и нижние слои воздуха. При этом могут возникнуть туман или роса, а весной и осенью - заморозки. В облачные ночи, напротив, встречное излучение увеличено за счёт излучения облаков, а эффективное излучение и охлаждение земной поверхности уменьшено. Днём, кроме противоизлучения, земная поверхность получает ещё и солнечную радиацию. Вместе они в течение большей части дня (в тёплое время года в умеренных широтах) превосходят З. и., и земная поверхность нагревается. З. и.- один из важнейших факторов, определяющих тепловой режим земной поверхности и атмосферы.

Лит.: Кондратьев К. Я., Актинометрия, Л., 1965.

ЗЕМНОЙ МАГНЕТИЗМ, геомагнетизм, магнитное поле Земли и околоземного космического пространства; раздел геофизики, изучающий распределение в пространстве и изменения во времени геомагнитного поля, а также связанные с ним геофизические процессы в Земле и верхней атмосфере.

В каждой точке пространства геомагнитное поле характеризуется вектором напряжённости Т, величина и направление к-рого определяются 3 составляющими X, Y, Z (северной, восточной и вертикальной) в прямоугольной системе координат (рис. 1) или 3 элементами З. м.: горизонтальной составляющей напряжённости Н, склонением магнитным D (угол между Н и плоскостью географич. меридиана) и наклонением магнитным I (угол между Т и плоскостью горизонта).

З. м. обусловлен действием постоянных источников, расположенных внутри Земли и испытывающих лишь медленные вековые изменения (вариации), и внешних (переменных) источников, расположенных в магнитосфере Земли и ионосфере.

925-15.jpg

Соответственно различают основное (главное, ~99%) и переменное ( ~1 % ) геомагнитные поля.

Основное (постоянное) геомагнитное поле. Для изучения пространственного распределения основного геомагнитного поля измеренные в разных местах значения Н, D, I наносят на карты (магнитные карты) и соединяют линиями точки равных значений элементов.
925-16.jpg

Рис. 2. Карта полной напряжённости геомагнитного поля (в эрстедах) для эпохи 1965 г.; чёрные кружочки - магнитные полюсы (М. П.). На карте указаны мировые магнитные аномалии: Бразильская (Б. А.) и Восточно-Сибирская (В.-С.А.).

Такие линии называют соответственно изодинамами, изогонами, изоклинами. Линия (изоклина) I = 0, т. е. магнитный экватор, не совпадает с географич. экватором. С увеличением широты значение I возрастает до 90° в магнитных полюсах. Полная напряжённость Т (рис. 2) от экватора к полюсу растёт с 33,4 до 55,7 а/м (от 0,42 до 0,70 э). Координаты сев. магнитного полюса на 1970: долгота 101,5° з. д., широта 75,7° с. ш.; юж. магнитного полюса: долгота 140,3° в. д., широта 65,5° ю. ш. Сложную картину распределения геомагнитного поля в первом приближении можно представить полем диполя (эксцентричного, со смещением от центра Земли приблизительно на 436 км) или однородного намагниченного шара, магнитный момент к-рого направлен под углом 11,5° к оси вращения Земли. Полюсы геомагнитные (полюсы однородно намагниченного шара) и полюсы магнитные задают соответственно систему геомагнитных координат (широта геомагнитная, меридиан геомагнитный, экватор геомагнитный) и магнитных координат (широта магнитная, меридиан магнитный). Отклонения действительного распределения геомагнитного поля от дипольного (нормального) называют магнитными аномалиями. В зависимости от интенсивности и величины занимаемой площади различают мировые аномалии глубинного происхождения, напр. Восточно-Сибирскую, Бразильскую и др., а также аномалии региональные и локальные. Последние могут быть вызваны, напр., неравномерным распределением в земной коре ферромагнитных минералов. Влияние мировых аномалий сказывается до высот ~0,5R3 над поверхностью Земли (R3 - радиус Земли). Осн. геомагнитное поле имеет дипольный характер до высот ~3R3.

Оно испытывает вековые вариации, неодинаковые на всём земном шаре. В местах наиболее интенсивного векового хода вариация достигают 150 у в год (1 у = 10-5 э). Наблюдается также систематич. дрейф магнитных аномалий к западу со скоростью ок. 0,2° в год и изменение величины и направления магнитного момента Земли со скоростью ~20 у в год. Из-за вековых вариаций и недостаточной изученности геомагнитного поля на больших пространствах (океанах и полярных областях) возникает необходимость заново составлять магнитные карты. С этой целью проводятся мировые магнитные съёмки на суше, в океанах (на немагнитных судах), в воздушном пространстве (аэромагнитная съёмка) и в космич. пространстве (при помощи искусственных спутников Земли). Для измерений применяют: компас магнитный, теодолит магнитный, магнитные весы, инклинатор, магнитометр, аэромагнитометр и др. приборы. Изучение З. м. и составление карт всех его элементов играет важную роль для морской и воздушной навигации, в геодезии, маркшейдерском деле.

Изучение геомагнитного поля прошлых эпох производится по остаточной намагниченности горных пород (см. Палеомагнетизм), а для историч. периода - по намагниченности изделий из обожжённой глины (кирпичи, керамич. посуда и т. д.). Палеомагнитные исследования показывают, что направление основного магнитного поля Земли в прошлом многократно изменялось на противоположное. Последнее такое изменение имело место ок. 0,7 млн. лет назад.

Л. Д. Шевнин.

Происхождение основного геомагнитного поля. Для объяснения происхождения осн. геомагнитного поля выдвигалось много различных гипотез, в т. ч. даже гипотезы о существовании фундаментального закона природы, согласно к-рому всякое вращающееся тело обладает магнитным моментом. Делались попытки объяснить осн. геомагнитное поле присутствием ферромагнитных материалов в коре Земли или в её ядре; движением электрич. зарядов, к-рые, участвуя в суточном вращении Земли, создают электрич. ток; наличием в ядре Земли токов, вызываемых термоэлектродвижущей силой на границе ядра и мантии и т. д., и, наконец, действием т. наз. гидромагнитного динамо в жидком металлич. ядре Земли. Современные данные о вековых вариациях и многократных изменениях полярности геомагнитного поля удовлетворительно объясняются только гипотезой о гидромагнитном динамо (ГД). Согласно этой гипотезе, в электропроводящем жидком ядре Земли могут происходить достаточно сложные и интенсивные движения, приводящие к самовозбуждению магнитного поля, аналогично тому, как происходит генерация тока и магнитного поля в динамомашине с самовозбуждением. Действие ГД основано на электромагнитной индукции в движущейся среде, к-рая в своём движении пересекает силовые линии магнитного поля.

Исследования ГД опираются на магнитную гидродинамику. Если считать скорость движения вещества в жидком ядре Земли заданной, то можно доказать принципиальную возможность генерации магнитного поля при движениях различного вида, как стационарных, так и нестационарных, регулярных и турбулентных. Усреднённое магнитное поле в ядре можно представить в виде суммы двух составляющих - тороидального поля Bф и поля Вр, силовые линии к-рого лежат в меридиональных плоскостях (рис. 3). Силовые линии тороидального магнитного поля Вф замыкаются внутри земного ядра и не выходят наружу.

Согласно наиболее распространённой схеме земного ГД, поле Вф в сотни раз сильнее, чем проникающее из ядра наружу поле Вр, имеющее преимущественно дипольный вид. Неоднородное вращение электропроводящей жидкости в ядре Земли деформирует силовые линии поля Вр и образует из них силовые линии поля Вф. В свою очередь, поле Вр генерируется благодаря индукционному взаимодействию движущейся сложным образом проводящей жидкости с полем Вф. Для обеспечения генерации поля Вр из Вф движения жидкости не должны быть осесимметричными. В остальном, как показывает кинетическая теория ГД, движения могут быть весьма разнообразными. Движения проводящей жидкости создают в процессе генерации, кроме поля Вр также др. медленно изменяющиеся поля, к-рые, проникая из ядра наружу, вызывают вековые вариации основного геомагнитного поля.

Общая теория ГД, исследующая и генерацию поля, и "двигатель" земного ГД, т. е. происхождение движений, находится ещё в начальной стадии развития, и в ней ещё многое гипотетично. В качестве причин, вызывающих движения, выдвигаются архимедовы силы, обусловленные небольшими неоднородностями плотности в ядре, и Силы инерции.
925-17.jpg

Рис. 3. Схема магнитных полей в гидромагнитном динамо Земли: NS - ось вращения Земли: Вр- поле, близкое к полю диполя, направленного вдоль оси вращения Земли; Bф - тороидальное поле (порядка сотен гаусс), замыкающееся внутри земного ядра.

Первые могут быть связаны либо с выделением тепла в ядре и тепловым расширением жидкости (термическая конвекция), либо с неоднородностью состава ядра вследствие выделения примесей на его границах. Вторые могут вызываться ускорением, обусловленным прецессией земной оси. Близость геомагнитного поля к полю диполя с осью, почти параллельной оси вращения Земли, указывает на тесную связь между вращением Земли и происхождением З. м. Вращение создаёт Кориолиса силу, к-рая может играть существенную роль в механизме ГД Земли. Зависимость величины геомагнитного поля от интенсивности движения вещества в земном ядре сложна и изучена ещё недостаточно. Согласно палеомагнитным исследованиям, величина геомагнитного поля испытывает колебания, но в среднем, по порядку величины, она сохраняется неизменной в течение длительного времени - порядка сотен млн. лет.

Функционирование ГД Земли связано со многими процессами в ядре и в мантии Земли, поэтому изучение основного геомагнитного поля и земного ГД является существенной частью всего комплекса геофизич. исследований внутреннего строения и развития Земли.

С. И. Брагинский.

Переменное геомагнитное поле. Измерения, выполненные на спутниках и ракетах, показали, что взаимодействие плазмы солнечного ветра с геомагнитным полем ведёт к нарушению дипольной структуры поля с расстояния ~3R3 от центра Земли. Солнечный ветер локализует геомагнитное поле в ограниченном объёме околоземного пространства - магнитосфере Земли, при этом на границе магнитосферы динамич. давление солнечного ветра уравновешивается давлением магнитного поля Земли. Солнечный ветер сжимает земное магнитное поле с дневной стороны и уносит геомагнитные силовые линии полярных областей на ночную сторону, образуя вблизи плоскости эклиптики магнитный хвост Земли протяжённостью не менее 5 млн. км (см. рис. в статьях Земля и Магнитосфера Земли). Приблизительно дипольная область поля с замкнутыми силовыми линиями (внутренняя магнитосфера) является магнитной ловушкой заряженных частиц околоземной плазмы (см. Радиационные пояса Земли).

Обтекание магнитосферы плазмой солнечного ветра с переменной плотностью и скоростью заряженных частиц, а также прорыв частиц в магнитосферу приводят к изменению интенсивности систем электрич. токов в магнитосфере и ионосфере Земли. Токовые системы в свою очередь вызывают в околоземном космич. пространстве и на поверхности Земли колебания геомагнитного поля в широком диапазоне частот (от 10-5 до 102 гц) и амплитуд (от 10-3 до 10-7 э). Фотографич. регистрация непрерывных изменений геомагнитного поля осуществляется в магнитных обсерваториях при помощи магнитографов.

Рис. 4. Магнитограмма, на к-рой зафиксирована малая магнитная буря: Н0, D0, Z0 - начало отсчёта соответствующей составляющей земного магнетизма; стрелками показано направление отсчёта.
925-18.jpg
 

В спокойное время в низких и средних широтах наблюдаются периодич. солнечно-суточные и лунно-суточные вариации магнитные с амплитудами 30-70у и 1-5у соответственно. Другие наблюдаемые неправильные колебания поля различной формы и амплитуды называют магнитными возмущениями, среди к-рых выделяют неск. типов магнитных вариаций.

Магнитные возмущения, охватывающие всю Землю и продолжающиеся от одного (рис. 4) до неск. дней, называются мировыми магнитными бурями, во время к-рых амплитуда отдельных составляющих может превзойти 1000у. Магнитная буря - одно из проявлений сильных возмущений магнитосферы, возникающих при изменении параметров солнечного ветра, особенно скорости его частиц и нормальной составляющей межпланетного магнитного поля относительно плоскости эклиптики. Сильные возмущения магнитосферы сопровождаются появлением в верхней атмосфере Земли полярных сияний, ионосферных возмущений, рентгеновского и низкочастотного излучений.

Практические применения явлений З. м. Под действием геомагнитного поля магнитная стрелка располагается в плоскости магнитного меридиана. Это явление с древнейших времён используется для ориентирования на местности, прокладывания курса судов в открытом море, в геодезич. и маркшейдерской практике, в военном деле и т. д. (см. Компас, Буссоль).

Исследование локальных магнитных аномалий позволяет обнаружить полезные ископаемые, в первую очередь железную руду (см. Магнитная разведка), а в комплексе с др. геофизич. методами разведки - определить место их залегания и запасы. Широкое распространение получил магнитотеллурич. способ зондирования недр Земли, в к-ром по полю магнитной бури вычисляют электропроводность внутренних слоев Земли и оценивают затем существующие там давление и темп-ру.

Одним из источников сведений о верхних слоях атмосферы служат геомагнитные вариации. Магнитные возмущения, связанные, напр., с магнитной бурей, наступают на неск. часов раньше, чем под её воздействием происходят изменения в ионосфере, нарушающие радиосвязь. Это позволяет делать магнитные прогнозы, необходимые для обеспечения бесперебойной радиосвязи (прогнозы "радиопогоды"). Геомагнитные данные служат также для прогноза радиационной обстановки в околоземном пространстве при космич. полётах.

Постоянство геомагнитного поля до высот в неск. радиусов Земли используется для ориентации и манёвра космич. аппаратов. Геомагнитное поле воздействует на живые организмы, растительный мир и человека. Напр., в периоды магнитных бурь увеличивается количество сердечно-сосудистых заболеваний, ухудшается состояние больных, страдающих гипертонией, и т. д. Изучение характера электромагнитного воздействия на живые организмы представляет собой одно из новых и перспективных направлений биологии.

А. Д. Шевнин.

Лит.: Яновский Б. М., Земной магнетизм, т. 1 - 2, Л., 1963-64; его же, Развитие работ по геомагнетизму в СССР за годы Советской власти. "Изв. АН СССР, Физика Земли", 1967, № 11, с. 54; Справочник по переменному магнитному полю СССР, Л., 1954; Околоземное космическое пространство. Справочные данные, пер. с англ., М., 1966; Настоящее и прошлое магнитного поля Земли, М., 1965; Брагинский С. И., Об основах теории гидромагнитного динамо Земли, "Геомагнетизм и аэрономия", 1967, т.7, № 3, с. 401; Солнечно-земная физика, М., 1968.

ЗЕМНОЙ СФЕРОИД (от греч. sphairа - шар и eidos - вид), геометрич. фигура, близкая к шару, слабо сплюснутому в направлении полюсов, и наилучшим образом представляющая фигуру геоида, т. е. фигуру Земли в целом. В простейшем случае сфероид совпадает с эллипсоидом вращения и является фигурой равновесия однородной жидкой массы, все частицы к-рой взаимно притягиваются по закону всемирного тяготения и к-рая вращается с постоянной угловой скоростью около неизменной оси. Хотя Земля не является однородной жидкой массой, всё же З. с. мало отличается от соответствующего эллипсоида вращения. Отклонение поверхности З. с. от поверхности земного эллипсоида наибольшее под широтой 45° - ок. 3-4 м. Вследствие этого в геодезии фигуру геоида обычно заменяют эллипсоидом вращения с соответствующими размерами полуосей и определённым положением в теле Земли и все геодезич. задачи решают на поверхности такого эллипсоида.

Отступление сфероида или эллипсоида от точного шара применительно к любой планете, в т. ч. и к Земле, характеризуется её полярным сжатием а, к-рое определяется теорией франц. математика А. Клеро (1743) и равно

925-19.jpg

где а и b - экваториальный и полярный радиусы, уе и ур - ускорение силы тяжести на экваторе и полюсе и w - угловая скорость вращения планеты около неизменной оси (см. Гравитационное поле Земли).

Лит.: Михайлов А. А., Курс гравиметрии и теории фигуры Земли, 2 изд., М., 1939.

А. А. Изотов.

Яндекс.Метрика

© (составление) libelli.ru 2003-2016