Движение в сферах планеты Земля и в космосе

Определения и обозначения

Геосферы — оболочки Земли, в которых происходят разные виды движения: литосфера, гидросфера, атмосфера и биосфера. Литосфера включает земную кору и верхнюю часть мантии, гидросфера — воды, атмосфера — воздушную оболочку, а биосфера — область жизни. Это понятие помогает увидеть Землю как связанную систему.

Круговорот веществ — непрерывное перемещение и превращение веществ между оболочками Земли. Например, вода переходит из океана в воздух, на сушу и обратно. Понятие нужно, чтобы понять, почему природные оболочки зависят друг от друга.

Вращение Земли — движение планеты вокруг своей оси. За примерно сутки Земля делает полный оборот, и освещённая Солнцем сторона сменяется неосвещённой. Так объясняется чередование дня и ночи.

Обращение Земли — движение Земли вокруг Солнца по орбите, то есть по пути движения небесного тела. Один полный оборот длится примерно год. Вместе с наклоном земной оси это движение связано со сменой времён года.

Как это устроено

Движение является общим свойством геосфер, потому что Земля получает энергию Солнца и обладает внутренним теплом. Солнечный свет нагревает поверхность неравномерно, а сила тяжести заставляет воду и воздух перемещаться вниз или между областями с разными условиями. Внутренняя энергия планеты приводит в движение вещества в её недрах, а живые организмы используют энергию пищи для роста, дыхания и перемещения.

Литосферные плиты медленно перемещаются по более пластичному слою мантии. Там, где плиты расходятся, образуется новая земная кора, а при столкновении одна плита может погружаться под другую или сжимать поверхность. Поэтому возникают горы, землетрясения и вулканы: накопившееся напряжение внезапно освобождается, а расплавленное вещество поднимается к поверхности.

Движение воды образует круговорот. Солнечное тепло испаряет воду с океанов, рек, почвы и растений, затем в атмосфере пар охлаждается и превращается в капли или кристаллы. Осадки попадают на сушу и в океан, стекают по рекам, просачиваются в почву, а часть воды снова испаряется, связывая гидросферу, атмосферу, литосферу и живые организмы.

Воздух перемещается потому, что разные участки поверхности нагреваются неодинаково. Тёплый воздух становится легче и поднимается, а холодный опускается; так появляются различия давления, и воздух движется из области высокого давления в область низкого. Это движение называют ветром, оно переносит тепло и влагу, образует облака и влияет на погоду.

Вращение Земли подставляет разные её участки под солнечные лучи, поэтому наблюдаются день и ночь. Обращение по орбите при наклоне земной оси меняет высоту Солнца над горизонтом и продолжительность дня в течение года, создавая времена года. Движение Луны вокруг Земли проявляется в изменении её вида и приливах, а видимое движение Солнца по небу связано прежде всего с вращением Земли.

Движение в оболочках Земли и в космосе

В таблице сначала найдите оболочку или небесное тело, затем сравните пример движения с его причиной и результатом. Последний столбец показывает, по каким наблюдениям можно узнать о движении. Такая последовательность помогает отличать похожие явления и связывать причину с последствием.

Разбор задач

1. Почему после восхода Солнца наступает день, а после захода — ночь?

Нужно определить, какое движение объясняет смену освещённой и тёмной сторон Земли. Видимое перемещение Солнца по небу может создать ошибочное впечатление, будто Солнце обходит Землю. Проверим, что происходит с участком поверхности, на котором находится наблюдатель.

1. Земля имеет шарообразную форму, поэтому одновременно Солнце освещает только одну её сторону.
2. Земля вращается вокруг своей оси, и наблюдатель постепенно перемещается из тёмной части в освещённую, а затем обратно.
3. При попадании участка под солнечные лучи наступает день, а при выходе из освещённой части — ночь.

Ответ: смена дня и ночи вызвана вращением Земли вокруг своей оси, а не обращением Солнца вокруг Земли.

2. Какое движение описано в условии?

Вода испаряется с поверхности океана, переносится воздухом, выпадает осадками и возвращается в океан. Нужно назвать процесс и установить, какие оболочки в нём участвуют. Отдельные этапы складываются в замкнутую последовательность.

1. Испарение переносит воду из гидросферы в атмосферу в виде водяного пара.
2. Ветер перемещает влажный воздух, а охлаждение приводит к образованию облаков.
3. Осадки возвращают воду на поверхность суши и океана, после чего сток и испарение продолжают цикл.

Ответ: это круговорот воды, связывающий гидросферу и атмосферу, а также сушу.

3. Почему меняются времена года?

Земля продолжает вращаться вокруг оси каждый день, но этого недостаточно для объяснения годовых изменений. Нужно различить суточное вращение и годовое обращение, а также учесть наклон оси Земли. Из-за этого в разные части года полушария получают неодинаковое количество света и тепла.

1. Земля обращается вокруг Солнца и сохраняет наклон своей оси примерно в одном направлении.
2. Когда полушарие наклонено к Солнцу, лучи падают на него более прямо, а день становится длиннее — наступает тёплое время года.
3. Через полгода это полушарие наклонено от Солнца, получает меньше тепла, и наступает холодное время года.

Ответ: времена года возникают из-за обращения Земли вокруг Солнца вместе с наклоном её оси, а не из-за ежедневного вращения.

Типичные ошибки

Смена дня и ночи вызвана обращением Земли вокруг Солнца. Так ошибаются, потому что оба движения связаны с Солнцем. Проверьте себя: день и ночь повторяются примерно каждые сутки, значит, причина — вращение вокруг оси.

Времена года возникают только из-за изменения расстояния до Солнца. Такое объяснение не учитывает наклон оси и разную продолжительность дня в полушариях. Проверьте себя: когда в Северном полушарии лето, в Южном обычно зима.

Вода в круговороте исчезает. Испарение часто принимают за пропажу воды, хотя пар можно снова превратить в жидкость. Проверяйте цепочку: испарение, образование облаков, осадки и сток показывают переход воды между оболочками.

Воздух движется только из-за вращения Земли. Вращение влияет на воздушные потоки, но главным началом ветра обычно является неравномерный нагрев и разность давления. Спросите себя, почему ветер появляется между по-разному нагретыми участками.

Связь с другими темами

Для понимания темы нужны знания о литосфере, гидросфере, атмосфере, биосфере и трёх состояниях воды. Движение оболочек связано с изучением погоды, климата, круговорота воды и природных явлений. Представления о движении Земли пригодятся при изучении часовых поясов, календаря, смены времён года и Солнечной системы.

Что запомнить

• Движение происходит во всех оболочках Земли.
• Литосферные движения изменяют рельеф и могут вызывать землетрясения и извержения вулканов.
• Круговорот воды связывает гидросферу, атмосферу, литосферу и живые организмы.
• Ветер — это движение воздуха, возникающее главным образом из-за неравномерного нагревания Земли.
• Вращение Земли вокруг оси вызывает смену дня и ночи.
• Обращение Земли вокруг Солнца и наклон земной оси связаны со сменой времён года.
• Земля и другие небесные тела постоянно движутся в космическом пространстве.