5.11. Гіпсографічна крива

Наочне уявлення про вертикальне розчленування рельєфу Землі та про співвідношення площ різних ступенів висот і глибин дає гіпсо­графічна крива, її будують в системі прямокутних координат шля­хом відкладання висот і глибин по осі ординат, а площі, яку вони займають, — по осі абсцис (рис. 16).

Аналіз гіпсографічної кривої свідчить, що на суші переважають висоти менше 1000 м — на них припадає близько 70 % поверхні суходолу. Середня висота суші становить 875 м. В океані доміную­чими є глибини в межах від 3000 до 6000 м (близько 50 % площі земної поверхні). Середня глибина Світового океану — 3794 м. Отже, для Землі в цілому більш характерні від'ємні гіпсометричні харак­теристики. Звертає на себе увагу певна симетричність в характері кривої в лівій (материковій) і правій (океанічній) частинах, їх си­метричність зумовлена тим, що і значні висоти, і великі глибини океану займають невеликі площі земної поверхні (відповідно 1,6 % і 1 %). Тому крива на цих відрізках графіка стрімко опускається. Решта кривої плавно знижується зліва направо. Перегин кривої (він відповідає материковому схилу) відокремлює материкову частину кривої від океанічної.

Гіпсографічну криву можна розглядати як узагальнений ідеаль­ний профіль поверхні твердої земної кори. Зміна нахилу кривої відповідає характерним ступеням висот на суші і глибин в океані. Гіпсографічні криві використовують при картографічних роботах, коли необхідно виявити характерні рівні рельєфу для обґрунтуван­ня висоти перетину горизонталями.

Хоча на графіку найбільші і найменші висоти розташовані на протилежних кінцях гіпсографічної кривої, фактично на Землі в ряді випадків високі гори на суші і глибокі западини в океані розташовані поруч. Таке явище спостерігається вздовж Тихоокеанського узбережжя, де материкові й острівні гори нависають над численний ми океанічними жолобами. В цих областях особливо проявляється взаємодія ендогенних і екзогенних факторів, для них характерна висока сейсмічна активність.

Глава 6

АТМОСФЕРА

6.1. Склад повітря

Атмосфера — це легка газова оболонка, що оточує Землю. Незва­жаючи на свою невелику масу (5 • 10¹⁵ т), атмосфера займає найбіль­ший об'єм у географічній оболонці і відіграє в ній надзвичайно ве­лику роль. В атмосфері формується погода і клімат, вона є необхід­ною для розвитку різних форм життя на Землі і виконує інші важ­ливі функції.

Атмосфера є сумішшю газів і завислих у повітрі твердих і рідких частинок. Хімічний склад сухого чистого повітря такий: азот — 78,10 %, кисень — 20,93 %, аргон — 0,9 %, вуглекислий газ — 0,03 %, водень, гелій, неон, криптон, ксенон та ін. — 0,01 %. Це співвідно­шення залишається незмінним на десятки кілометрів у висоту.

Важливою складовою атмосфери є водяна пара, хоча її загальний вміст не перевищує 3 %. Більша частина пари знаходиться в повітрі до висоти 3000 м. Кількість пари змінюється залежно від температу­ри. У холодному повітрі можуть міститися долі відсотка водяної пари, а в повітрі жарких тропічних областей її кількість може до­сягти 4 %.

Завислі частинки в атмосфері — це леткі органічні речовини, промисловий дим і сажа, вихлопні гази машин, краплі води і кристали льоду, земний і космічний пил, вулканічний попіл тощо. Ці частин­ки мають в основному мікроскопічні і ультрамікроскопічні розміри, вони розсіяні в атмосфері над планетою. Всі частинки, але особливо кристалики льоду в хмарах, сприяють поглинанню, відбиттю і розсію­ванню деякої частини сонячних променів. Вони виконують функції ядер (центрів), навколо яких конденсується водяна пара.

Атмосфера розвивалася разом із Землею. За сучасними уявлен­нями, первинна атмосфера складалася з водню і гелію — найпоши­реніших елементів у космосі. Вони у великій кількості входили до складу пилово-газової хмари, з якої утворилася Земля.

На другій стадії атмосфера стала вуглекислою. Цей газ надхо­див, як і зараз, з надр Землі при вулканічних виверженнях, які колись були дуже інтенсивними на земній кулі. Водень і гелій були майже повністю втрачені внаслідок їх дисипації (розсіювання) під впливом розігрівання надр Землі. Вуглекисла стадія закінчилася в кам'яновугільному періоді, коли зелені рослини в процесі фотосин­тезу, поглинаючи вуглець, почали виділяти в повітря вільний ки­сень. З кінця палеозою атмосфера набула сучасного складу.

Кисень є одним з найпоширеніших і найважливіших елементів на Землі. Він необхідний при диханні людей, тварин, численних мік­роорганізмів, входить до складу білків, жирів і вуглеводів, бере активну участь у біологічному кругообігу речовини. Кисень входить до скла­ду багатьох гірських порід і мінералів.

Азот — найпоширеніший газ в атмосфері. Крім того, він є обо­в'язковою складовою частиною різноманітних органічних сполук. У кругообігу азоту велику роль відіграють специфічні так звані азот­фіксуючі групи мікроорганізмів. Азот — один з найважливіших еле­ментів живлення рослин, який в значній мірі зумовлює їх продук­тивність.

Якщо вміст кисню і азоту в повітрі практично незмінний протя­гом мільйонів років, то кількість вуглекислого газу досить непостій­на. Нині його загальний вміст в повітрі збільшується внаслідок зро­стаючих викидів шкідливих речовин промисловими підприємства­ми, зменшення площ лісових масивів. У шарі повітря, що безпосе­редньо прилягає до поверхні Землі, кількість вуглекислого газу за­знає добових змін. Вночі його дещо більше, ніж вдень. Пояснюється це тим, що вуглекислий газ поглинається рослинами тільки в ден­ний час. Вся рослинність земної кулі протягом року поглинає з ат­мосфери близько 550 млрд т вуглекислого газу і повертає їй близько 400 млрд т кисню.

Особливий інтерес для наукових досліджень останніми роками становить озон. Цей газ, на відміну від інших складових повітря. Mat специфічний приємний запах, який ми відчуваємо, наприклад, при диханні після сильної літньої зливи з численними розрядами бли скавок. Озон утворюється з атмосферного кисню в основному на ви сотах від 15 до 50 км (з максимумом накопичення його на висотах близько 23—27 км) під дією ультрафіолетових променів Сонця. У молекулах кисню міститься по два атоми, а в молекулах озону ~ гри. Під дією ультрафіолетового випромінювання Сонця частин; молекул кисню (О₂) розпадається на атоми (О) і потім окремі з них приєднуються до молекул, утворюючи трьохатомні молекули озон\ (О₃). При грозових розрядах теж відбувається розпад і відновлена молекул кисню, а тому в незначних кількостях утворюється і озон

Загальна кількість озону в атмосфері незначна. Коли б можна було зібрати його в один шар при нормальному атмосферному тискові і температурі О °С, то товщина цього шару становила б лише 2 — •і мм. Але незважаючи на таку мізерну кількість, озон відіграє дуже важливу роль — поглинає більшу частину ультрафіолетових про­менів і захищає все живе на Землі від надмірного опромінювання.

Проте в останні роки встановлено, що товщина озонового шару зменшується, а над Антарктидою утворилася навіть велика озонова діра. Гадають, що це пов'язано з широким застосуванням в проми­словості фреонів, виробництвом хлорної продукції, дією ракетного палива. Нині розроблена і здійснюється в багатьох країнах світу комплексна програма з охорони і відновлення як озонового шару, так і повітряної оболонки в цілому.