какие методы изучения земли используют ученые
§5. Современная география
Как вы использовали географические карты на предыдущих уроках?
На предыдущих уроках с помощь карт мы отследили историю и последовательность открытия и изучения материков. Карты использовались для изучения маршрутов экспедиций.
Вопросы и задания
1. Чем отличаются путешествия далекого прошлого от современных географических исследований и экспедиций?
В современных географических исследованиях и экспедициях помимо традиционных методов используются современные методы. Экспедиции организовываются не только на неизученные территории, но и на давно знакомые территории с целью их более глубокого изучения. Во время экспедиций используются различные приборы и проводятся измерения. Для целей географии широко применяются космические методы.
2. Какие методы изучения земли используют современные ученые-географы?
Современные ученые-географы широко используют аэрокосмические методы. Космические снимки используют для составления карт. Данные, полученные со спутников и космических станций, обрабатываются с помощью специальных компьютерных программ. Велико значение географических информационных систем (ГИС). Эти компьютерные технологии помогают в создании карт, анализе объектов и событий.
3. Как создаются современные карты?
Современные карты создаются с помощью космических снимков и ГИС.
4. Почему карту называют «языком географии», а картографический метод – главным методом изучения Земли?
География изучает земную поверхность и явления, которые на ней происходят. Карта является отражением земной поверхности. Карты могут отражать географические объекты, явления и их распространение. Они могут вмещать всю поверхность Земли, или же совсем небольшую территорию. Именно правильное чтение и расшифровка карты может дать наиболее полную информацию о территории.
Методы географических исследований (5 класс) география
Данный материал дает полное представление о методах географических исследований, подчеркивает важность и необходимость каждого из них, а также указывает на постоянное развитие географии как науки.
Методы географических исследований
Под методами географических исследований понимают методики или способы получения информации географической направленности.
Они включают приёмы и методы изучения законов, по которым происходит формирование и развитие природы планеты. Благодаря этому научному подходу сегодня не осталось ни одной большой территории, которая бы не была изучена человеком. Но до сих пор некоторые явления и процессы недостаточно исследованы.
Методы географических исследований делятся на традиционные и современные.
К традиционным относятся:
Сравнительный метод используется для классификации изучаемых явлений и объектов с целью прогнозирования возможных изменений в пространстве и времени.
Все методы исследований тесно связаны и переплетены между собой.
Современные методы географических исследований
Как и любая наука, география постоянно развивается. Развитие предполагает наличие новых методов исследования.
Рис. 1. Метеорологическая станция.
К современным методам географических исследований относят:
Рис. 2. Компьютерное моделирование.
Рис. 3. Спутник в космосе.
Данные географических исследований часто использует в своих целях промышленность, сельское хозяйство, геодезическая отрасль, картография.
Сегодня активно используют космонавтику в целях подробного изучения Земли.
Что мы узнали?
Из материала по географии для 5 класса, мы узнали: какие методы и приемы используются в географии для исследований. Что дает возможность развиваться географии как науке. Где и как используются данные, которые предоставляют географические исследования. Как новые технологии облегчают работу в области наблюдений за состоянием планеты.
Основные методы географических исследований – примеры и характеристика
География, как и любая другая наука, имеет свои методы исследований и источники информации. Под эти термином стоит понимать те способы и приемы, с помощью которых географы получают новые знания. Ученые анализируют известную им информацию, чтобы понять закономерности, связанные с географическими процессами и явлениями. Какие же методы выделяют в географии?
Метод наблюдения
Известен также как метод полевых исследований. Даже в наше время географы не только обрабатывают информацию на компьютерах, но и иногда путешествуют. Часто только на месте можно определить, где проходят культурные и языковые границы между группами населения, ведь они нередко не совпадают с границами политическими. Ученые снимают на камеру окружающую местность, фотографируют ее, записывают разговоры с местными жителями. Работа «в поле» помогает по-новому взглянуть на природу многих явлений и увидеть то, что до этого не заметил ни один другой исследователь.
Картографический метод
Здесь можно выделить две важных составляющих. С одной стороны, ученые анализируют уже составленные карты, ведь такой вид представления информации наиболее удобен для человека. С другой стороны, они создают собственные карты, на которых в наглядной форме отражают собранные ими сведения. На картах могут отображать расположение физических объектов, торговые маршруты и водные течения, распределение средних температур, рельеф местности, плотность населения и уровень его доходов, разбиение территорий на регионы по физическим, политическим или экономическим признакам и многое другое.
Статистический метод
Статистика – важнейший инструмент практически любой науки, и география исключением не является. Ученые собирают самую разную информацию о географических объектах, на например, численность населения стран и их площадь, скорость морских течений или движения материков. Уже на основе статистики могут быть составлены разнообразные карты, отражающие ее. Также статистическая информация может быть представлена в виде графиков, диаграмм, гистограмм или в другой форме.
Наконец, статистика дает исследователям методы обработки информации. В частности, можно определить корреляцию между какой-либо парой параметров. Например, статистика говорит, что в странах с низкой долей курящего населения выше средняя продолжительность жизни.
Исторический метод
Важно изучать не только статическую картину сегодняшнего мира, но и динамику её изменения. Для этого анализируются исторические данные. Например, можно сравнить изменение численности населения стран во времени или колебания среднегодовых температур. Подобный анализ помогает находить причины географических явлений.
Сравнительный метод
Ещё один общенаучный метод. Для нахождения закономерностей географам приходится сравнивать разные процессы между собой. Они ищут сходства и различия между географическими процессами и явлениями, классифицируют их. Например, сравнение вулканов помогло разбить их на щитовидные и купольные вулканы, стратовулканы, шлаковые конусы и сложные вулканы.
Метод районирования
Часто в географической литературе можно встретить такой прием, как разбиение единой территории на районы. Иногда это деление носит естественный характер (по границам материков или стран), но часто оно бывает условным (разбиение Евразии на Европу и Азию). Нередко территорию страны делят на экономические районы, а весь земной шар – на географические пояса (экваториальный, субэкваториальный, тропический, арктический и т.д.).
Метод дистанционных наблюдений
Метод моделирования
Построение моделей может считаться общенаучным методом исследований. В качества примера простейшей модели Земли можно привести глобус. Однако существуют и значительно более сложные имитационные модели. В 1972 году была создана имитационная модель «World 3», которая включала в себе около 150 уравнений и описывала взаимосвязь численности населения планеты, запасов природных невозобновимых и возобновимых ресурсов, уровня индустриализации человечества и другие величины. Данная модель показала, что экстенсивный рост экономики и населения может привести к исчерпанию ресурсов и голоду. Современные модели могут включать десятки тысяч переменных.
Метод географического прогноза
Тесно связан с методом моделирования. На основе разработанных теорий географических процессов и построенных моделей ученые могут предсказывать развитие событий. Простейший пример – это прогноз погоды на неделю. Но географы также предсказывают будущее на десятилетия и даже столетия вперед. Так, считается, что к 2050 году лед в Северном ледовитом океане в летние месяцы будет полностью таять.
Экономико-математический метод
Иногда из статистического метода выделяют экономико-математический, который связан с расчетом таких социоэкономических показателей, как валовый внутренний продукт, смертность и рождаемость, плотность населения, уровень миграции и эмиграции.
Геоинформационный метод
Этот метод также выделяют не всегда. К нему относят работы, связанные с сбором огромных массивов статистических сведений с помощью космических спутников и метеорологических станций.
Какие методы изучения земли используют ученые
ВОПРОС 1. Внутреннее строение Земли. Геофизические, геологические и др. методы изучения ВСЗ.
Внутренне строение Земли можно разделить на 3 оболочки:
Земная кора : З.К- твёрдая внешняя оболочка Земли.
Мощность её колеблется от 5-20(12) км под океанами, до 30-40км в равнинных областях и до 50-75км в горных регионах. Средняя толщина составляет 33км, а плотность 2,8 г/см3.
Земная кора состоит из легко плавких силикатов с преобладание алюмосиликатов.
Химический состав З.К:
Кислород 49,13%, Кремний 26,00%, Алюминий 7,45%, Железо 4,20%, Кальций 3,25 %, Натрий 2,40 %, Магний 2,35%.
Выделяют два главных типа Земной коры: континентальную и океаническую.
В континентальной коре различают осадочный, «гранитный» и «базальтовый» слои. Мощность верхнего осадочного слоя колеблется от 0 на щитах до 15-20 км в синеклизах и прогибах перед горными сооружениями.
Второй слой примерно на половину сложен гранитами, около 40%- гранитогнейсами и ортогнейсами, оставшая часть состоит из в разной степени метаморфизованных пород. Поэтому данный слой часто называют также гранитно-метаморфическим или гранитно-гнейсовым; его средняя плотность 2,6-2,7 т/м3.
Третий нижний слой называют базальтовым, поскольку по хим составу и по скоростям прохождения сейсмических волн он близок к базальтовым породам. Средняя плотность базальтового слоя колеблется от 2,7 до 3,0 т/м3.
В океанической коре выделяют три слоя, первый из них (верхний) –осадочный.
В основании осадочного слоя залегают тонкие, не выдержанные по простиранию металлоносные осадки с преобладанием в них окислов железа. Нижняя часть осадочного слоя сложена карбонатными осадками, отложившимися на глубинах менее 4–4,5 км.
Второй, базальтовый слой в верхней части сложен базальтовыми лавами. Изливаясь в подводных условиях, эти лавы приобретают причудливые формы гофрированных труб и подушек. Ниже располагаются дайковый комплекс представляющие собой бывшие подводящие каналы, по которым базальтовая магма в рифтовых зонах изливалась на поверхность океанского дна. Общая мощность второго слоя по сейсмическим данным достигает 1,5-2 км.
Также выделяют субокеаническую и субконтинентальную кору.
Третий слой предположительно слагается основными магматическими породами типа габбро с присутсвием ультраосновных пород. По сейсмическим данным мощность габбро-серпентинитового (третьего) слоя океанической коры достигает 4,5–5 км. Под гребнями срединно-океанических хребтов мощность океанической коры сокращается до 3–2– км непосредственно под рифтовыми долинами.
Граница Земной коры от нижележащей мантии выделяется довольно резко. Ниже этой границы скорость продольных волн и поперечных волн значительно возрастает. Эта граница называется Раздел Мохо.
Мантия. Мантия земли — геосфера, расположенная между земной корой и ядром. Составляет 83% объёма и 67% массы Земли. Верхняя граница проходит на глубине от нескольких километров (под океанами) до 70 км (под континентами) по Мохоровичича поверхности, нижняя — на глубине 2900 км.
Мантию разделяют на 2 части: верхнюю- до глубины 900-1000км, и нижнюю до 2900км.
Верхняя мантия состоит из 2ух слоёв:
Слой Гутенберга («В») и слоем Голицына( переходный слой («С»)).
Граница между ними располагается на глубине около 410км.
В слое «В»установлен слой относительно менее плотных, горных пород- Астеносфера.
Астеносфера более вязкая и пластичная по отношению к горным породам вышележащей Земной коры и нижележащей твёрдой мантии. Астеносферный слой залегает на разных глубинах.
Твёрдый надастеносферный слой мантии вместе с Земной корой называется литосферой.
В Слое «С» увеличивается плотность вещества и соответственно возрастает скорость продольных волн.
Слой «С» отделяется от нижней мантии на глубине около 1000к, где рост скоростей сейсмических волн заметно снижается, но в целом продолжает расти. На глубине 2900км намечается новый сейсмический отдел, отделяющий мантию от ядра. Здесь скорости продольных волн значительно падают с 13.6 км/с в основании мантии до 8.1км/с в ядре.
Предполагают, что мантия земли сложена в основном оливином. Химический состав мантии близок к составу первичной Земли. С глубиной в мантии земли, по-видимому, растёт концентрация тяжёлых элементов (в частности, железа). В двух узких зонах (на глубине 420 и 670 км) толщиной несколько десятков км скачком увеличивается плотность; на глубине 420 км это связано с появлением более плотных модификаций минералов и переходом оливина из а в b и g фазы, на глубине 670 км — переходом в постшпинелевую фазу с большим координационным числом кремния. В нижней мантии земли возможен частичный распад минералов на оксиды и образование новых ещё более плотных структур.
Ядро. В ядре выделяют внешнее, переходное и внутреннее ядра. Внешнее располагается на глубине от 2900 до 4880км и находится в жидком состоянии, переходное до 5120км.Внутренее находится ниже 5120км, находящееся в твёрдом состоянии.
Внутреннее ядро имет радиус около 1220 км.. Находится при температурах порядка 4-5 тысяч K.
Его масса — 9,675·1022 кг
Средняя плотность внутреннего ядра 12,85 г/см³. Плотность в центре ядра — 13,1 г/см³.
Внешнее ядро Земли — жидкий слой толщиной около 2266 километров. Диапазон температур во внешнем ядре составляет от 4400 °C во внешних областях до 6100 °C недалеко от внутреннего ядра.
Ядро в целом состоит из железоникилевого сплава предположительно с примесью серы, кислорода или кремния.
Методы изучение Внутреннего строения земли:
3. Астрономические и космические методы основаны на изучении метеоритов, приливно-отливных движений литосферы, а также на исследовании других планет и Земли (из космоса). Позволяют глубже понять суть происходящих на Земле и в космосе процессов.
4. Методы моделирования позволяют в лабораторных условиях воспроизводить (и изучать) геологические процессы.
6. Минералогические и петрографические методы изучают минералы и горные породы (поиск полезных ископаемых, восстановление истории развития Земли).
ВОПРОС 2. Катархейский этап развития Земли. Лунная стадия. Образование протокоры. Нуклеарная стадия. Появление протоконтинентов. Зеленокаменные пояса.
Формирование планеты Земля и дальнейшая ее эволюция, особенно начальные этапы, тесно связаны со специфическими характеристиками начального протопланетного сгустка, определившими движение и последовательное объединение частиц в две массивные планетезимали пра-Землю и пра-Луну.
Время аккумуляции Земли составило около 300-400 миллионов лет и окончательно завершилось 5,1 ± 0,1 млрд. лет назад.
Этот этап эволюции Земли называют «догеологическим».
Шла крупномасштабная дифференциация вещества: еще до завершения аккумуляции планеты «тонувшие» тяжелые элементы и их соединения образовали первичное ядро и мантию, а «всплывшие» легкие элементы и их соединения образовали тонкую первичную кору, состоявшую как у всех планет земной группы, из вулканических базальтов, перекрытых сверху толщей отложений, родственных по составу каменным метеоритам. Древнейшие каменные породы Земли имеют возраст 3,96 млрд. лет. Под действием высоких температур и давлений базальты метаморфизировались, переплавлялись, обогащались кремнеземом и преобразовывались в гранитно-гнейсовые породы.
На ранних этапах развития Земли кора континентов формировалась под непосредственным влиянием восходящих потоков из мантии, вокруг первоначально сформировавшихся, сложенных серыми гнейсами праконтинентальных ядер, ставших основными частями современных континентов.
Строение поверхности Земли, как и других планет земной группы, определяется эндогенными (тектоника глобальных материковых плит) и экзогенными процессами (атмосферными, гидросферными, ледниковыми и т. д.). Теория развития ранней литосферы Земли в очаговых структурах вблизи экватора хорошо согласуется с данными о внутреннем строении планет земной группы. На Венере, Марсе и крупнейших планетоидах вулканические структуры и проявления тектонической активности также тяготеют к экваториальным областям.
Вышезалегающая протокора мощностью 88 км представлена существенно углисто-хондритовой составляющей с примесью вещества Сверхновой — 18,888P. Она имела определенную зональность снизу вверх: CIII —31 км, СП —42 и CI— 15 км. Можно полагать, что в силу маломощности этих слоев их состав был в значительной степени усреднен между собой. По-видимому, на составе протокоры не могло не сказаться сильное влияние ахондритовой составляющей, слагающей верхнюю протомантию. Однако при моделировании состава протокоры мы воздержались от «внесения» в ее состав ВМ — компонента ахондритов и в первую очередь эвкритов из-за отсутствия соответствующих расчетов доли гетерогенности, возможный характер которой отмечался ранее. Можно полагать, что доля ахондритовой составляющей не окажется ниже 25—30%, что, естественно, скажется и на общем составе протокоры.
Характерными особенностями рассматриваемой протокоры являются высокое содержание летучих, в первую очередь воды, углерода, серы и высокая пористость, обусловливающая повышенную ее теплоемкость. Содержание кремнезема и других компонентов таково, что оно могло обеспечивать получение соответствующих магматических расплавов.
Более того, поскольку состав летучих, их содержание и соотношения в углистых хондритах и ахондритах очень близки к веществу современной оболочки Земли, так же как и по изотопному составу входящих в них элементов, то это свидетельствует о правомерности проведенного моделирования протокоры. Ранее отмечалось, что в состав углистых хондритов входят разнообразные органические соединения, включая аминокислоты, нуклеиновые основания, ароматические полимеры, порфирины и др. Поскольку протокора, по-видимому, не менее чем на 60% состояла именно из углистых хондритов (допускаем, как указывалось, повышенную примесь по сравнению с рассчитанной моделью ахондритов), то, как подчеркивалось в работе Э. М. Галимова и других исследователей, на поверхности Земли изначально существовала достаточно высокая концентрация восстановленных форм углерода, которые могли обусловить возникновение соединений, имеющих предбиологическое значение, что устраняет необходимость в действии каких-либо специфических механизмов образования органических соединений на поверхности ранней Земли. Необходимое для возникновения жизни условие обеспечивалось низкими температурами поверхности аккрецируемой Земли (менее 100 °С) в силу длительности этого процесса — время аккреции 88 км слоя протокоры оценивается в 7 млн. лет.
Таким образом, около 4,38. млрд. лет назад Земля как планета была сформирована с образованием свойственной ей протозональности.
ЭТАП НУКЛЕАРНЫЙ — гипотетическая начальная стадия развития земной коры континентов, характеризующаяся массовыми излияниями лав базальт-андезитового состава, преобладанием накопления; граувакковых толщ и подчиненных хемогенных отл. Для Э. н. предполагается отсутствие резких дифференцированных движений, развитие изометричных структур брахиформного типа.
Зеленокаменные пояса один из структурных элементов древней континентальной платформы. Представляют собой комплекс пород, включающий ультраосновные и основные вулканит+, вулканогенно-осадочные образования и гранитные интрузивы. Залегают мощными (до 20 км.) линейными толщами (поясами), протягиваясь в длину до 1 тыс. км, ширина — до 200 км. Являются наиболее распространённым комплексом пород среднего и позднего архея. Соответствующий возраст зеленокаменных поясов — 2.5 — 3.5 млрд.лет. Как правило, зеленокаменный пояс перекрывает фундамент платформы, образованный более древними серыми гнейсами.
Наиболее мощными зеленокаменными поясами являются: Барбертон (на территории Трансваальского щита, южная Африка); пояса блоков Пилбара и Иилгарн на Австралийской платформе; Абитиби (Канадский щит Северо-Американской платформы) и др. Зеленокаменные пояса развиты в пределах Восточно-Европейской платформы на Балтийском (территория Карелии, Кольский п-ов) и Украинском щитах; в пределах России они находятся также на Алданском щите Сибирской платформы
Они полагают, что основной способ её изучения — картографический. Но это не совсем верное предположение. Существуют современные и традиционные методы географических исследований.
История изучения
Уже в древние времена появилось предположение, что Земля имеет круглую форму. Сначала выдвигались версии, что она представляет собой плоский круг, потом говорили о цилиндре, а вскоре стали высказывать мысли о шаре.
Во втором тысячелетии до н. э. из Древнего Египта организовывались экспедиции, которые доходили до Африки, совершались плавания по Красному и Средиземному морям. Все наблюдения подробно формировались в сообщения, рисовались схемы, таблицы.
В IX—VIII вв. до н. э. в Китае составляли карты земельных участков. Эти геоинформационные данные использовались для выбора места постройки. В этой же стране в III вв. до н. э. появился региональный а́тлас и подробное описание земель.
В Древней Греции была составлена карта страны с окружавшими её территориями и морями. Она была составлена древнегреческим философом Анаксимандром Милетским. Именно он в своём докладе выдвинул предположение, что Земля имеет цилиндрическую форму.
Источники и методы
Происходит первое знакомство с методами географических исследований в 5 классе.
Они включают в себя способы изучения закономерностей, по которым происходит формирование и развитие планеты.
Научный подход позволил изучить большие территории Земли. Но некоторые явления и процессы до сих пор недостаточно исследованы.
Существуют традиционные и новые методы географических исследований. К первым относятся:
Все виды тесно взаимосвязаны друг с другом.
Современные способы
География, как и любая другая наука, постоянно развивается. Это предполагает появление сравнительно новых способов исследований. К современным методам относят:
Данные, полученные благодаря географическим исследованиям, используют сельское хозяйство, промышленность, геодезия.
Экономико-математические
Современные и традиционные методы позволили основать целые комплексы мероприятий, которые позволяют изучить явления и процессы, взаимосвязанные со всей системой на протяжении длительных периодов.
Экономико-математический способ основан на использовании компьютерных систем.
Это позволяет за короткий промежуток времени обработать большое количество информации в следующих областях исследований:
Географическое районирование
Метод основывается на условном делении территории на части (районы) по определённому признаку или группе. Районирование связывают ещё с двумя понятиями: зонирование и ареалирование.
Первое означает разделение на зоны по интенсивности или плотности какого-либо признака. Второе понятие говорит о разделении на ареалы по единому свойству.
Результаты районирования позволяют разграничить территории контурами. Этот метод применяется к самым разным признакам. Например, особенности ландшафта, климатические условия, отрасли народного хозяйства.
В рамках районирования одно и то же явление могут исследовать в различных специфических условиях.
Прогнозирование и его виды
Благодаря количеству знаний и пересечению наук в географии для решения проблем практикуются ко́мплексные и долгосрочные общегеографические прогнозы. Они являются предположением какого-либо явления в будущем. Получение прогнозов заключается в изучении определённых исследований, что делает их определённо вероятными.
Географические прогнозы совершаются в двух направлениях:
Длительность исследований влияет и на долгосрочность прогноза. Они бывают:
Чаще всего на длительный период составляется несколько вариантов прогнозов. Среди них есть разной степени пессимистические и оптимистические варианты.