§ 5. Карта та її елементи

СУЧАСНІ КАРТОГРАФІЧНІ ТВОРИ. Усі картографічні твори створюють з використанням географічної основи, яка є однією з основних складових частин картографічного зображення. Така основа є фундаментом тематичних карт чи інших картографічних творів. Відбираючи елементи географічної основи, яка дає можливість уявити просторове розміщення об’єктів, ураховують їхні зв’язки з елементами тематичного змісту карти. Крім традиційних карт, нині існує багато видів паперових й електронних геозображень. Наприклад, двовимірні (плоскі), тривимірні (об’ємні), динамічні (анімаційні) карти або моделі.

• Наведіть приклади карт, якими ви користувались у попередніх класах.

Одним з різновидів геозображень є фотокарти, космофотокарти (на них рельєф місцевості та інші об’єкти місцевості показано умовними знаками на фоні фотознімка). Для їх створення використовують аеро- та космічні знімки (мал. 20). Динамічні зображення (картографічні анімації) дають змогу відтворити складне явище поетапно, демонструючи кілька пов’язаних між собою явищ або перебіг певного процесу. Складаючи прогноз погоди, їх застосовують, наприклад, для показу переміщення атмосферних фронтів тощо. Анагліфічні карти дозволяють побачити об’ємне зображення на папері. Їх друкують у два кольори (червоним і синьо-зеленим) і розглядають через спеціальні окуляри (мал. 21). Нині дедалі частіше використовують електронні двовимірні та тривимірні геозображення (наприклад, в інженерному проектуванні). У навчальному процесі використовують рельєфні карти, які наочно моделюють об’ємне зображення земної поверхні. З розвитком геоінформаційних технологій (ГІС-технологій) та новітнього обладнання набувають важливого значення різноманітні цифрові, інтерактивні, мультимедійні карти.

Мал. 20. Космічний знімок землі

Мал. 21. Окуляри для розглядання анагліфічного зображення

У географії існує картографічний метод дослідження. Ця дисципліна вивчає способи, методи системного аналізу карт (серій карт). Такі дослідження дозволяють розкрити можливості практичного застосування карт різної тематики.

МАТЕМАТИЧНА ОСНОВА КАРТ. Географічну карту створюють поетапно: на площину проектують земну поверхню, використовуючи картографічну проекцію. В основі цих операцій лежить геодезична основа, масштаб. Геодезична основа пов’язана з формою та розмірами Землі, географічними координатами та системою висот.

Усі точки земної поверхні проектують на допоміжну поверхню еліпсоїда (математична форма Землі), бо геоїд (фізична форма Землі) не є геометрично правильною фігурою, тому використовувати його як основу для створення карт неможливо.

При створенні тематичних карт використовують різноманітні еліпсоїди та картографічні проекції. Розташування об’єктів визначається географічними координатами, які ідентифікують положення даної точки на місцевості відносно екватора та нульового меридіана.

• Пригадайте визначення географічної широти і довготи. Де розташована точка початку відліку в цій системі?

Координати представлені в системі обраних еліпсоїдів. Прикладом є WGS 84 (англ. World Geodetic System, 1984), яку використовують у більшості навігаційних систем GPS(англ. Global Positioning System — система глобального позиціонування).

Дізнайтеся більше

У країнах світу, крім WGS 84 та GRS 80, за основу беруть різні еліпсоїди: Хейворда — в Азії, Північній Америці, Бесселя — у Європі, ПЗ 90 — у Росії, Ейрі — у Великій Британії.

В Україні для створення топографічних карт користуються еліпсоїдом Красовського із системою координат 1942 р.; у системі висот за початок відліку взято рівень Балтійського моря. В Польщі та більшості країн СНД також прийнято Балтійську систему висот, у країнах Європи — рівень Середземного моря, в Азії — Тихого океану. Щоб не було розбіжностей, планують увести єдину Європейську систему відліку висот.

Відтворити взаємне розміщення та просторову подібність об’єктів на місцевості допомагає масштаб, який показує відношення довжини лінії на карті до відповідної відстані на місцевості. Це твердження справджується для великомасштабних карт. На дрібномасштабних картах масштаб — величина непостійна, адже при проектуванні з поверхні еліпсоїда на площину виникають численні спотворення — як наслідок кривизни поверхні Землі. Лише в точках (або на лініях), де немає спотворень довжин, він відповідає головному масштабу, позначеному на карті. Тому в інших точках масштаб визначають за окремими розрахунками.

Відкриваємо Україну

Максимальна висота Чернігова над рівнем моря — 11 м, Херсона — 50 м, Черкас — 80 м, Києва — 190 м, Харкова — 122 м, Чернівців — 240 м, Львова — 270 м.

• Де на аркуші топографічної карти розміщено підписи масштабу? Назвіть його види.

Від поверхні еліпсоїда до площини перехід здійснюють за допомогою картографічної проекції, коли всі точки земної поверхні проектують на бічну поверхню математичної фігури — циліндра, конуса тощо.

За видом допоміжної поверхні використовують: азимутальні — проектування точок земної поверхні на дотичну площину; циліндричні — на бічну поверхню циліндра, яка розгортається у площину; конічні — на поверхню дотичного конуса.

Вісь допоміжної поверхні збігається із земною віссю в нормальних проекціях, перпендикулярна до осі землі — у поперечних, розташована під гострим кутом до екватора — у косих циліндричних і конічних. Лише в азимутальній проекції вісь допоміжної поверхні дотична до точки на екваторі — у поперечній, до полюса — у прямій, до певної точки між екватором і полюсом — у косій (мал. 22).

Мал. 22. Види основних картографічних проекцій

Вигляд ліній сітки меридіанів і паралелей має різне відображення залежно від виду картографічної проекції (мал. 23).

Мал. 23. Вигляд паралелей і меридіанів у різних видах нормальних картографічних проекцій: циліндричній (а), конічній (б), азимутальній (в), псевдоконічній (г), псевдоциліндричній (д), поліконічній (ж), псевдоазимутальній (з)

На картах під час проектування точок на площину виникають спотворення кутів, довжин, форм, площ. У випадку дотичних допоміжних поверхонь спотворення збільшуються з віддаленням від лінії (дотичній або січній) чи точки дотику. Картографічні проекції поділяють на види за характером спотворень (табл. 2).

Таблиця 2. Види картографічних проекцій за характером спотворень

Вид проекції

Елементи без спотворень

Максимальні спотворення елементів

Застосування

Величина кутів, форми малих фігур, довжини ліній

Навігаційні карти, визначення напрямків і прокладання маршрутів

Вимірювання площ держав, земельних угідь, водойм, лісових масивів

Довжина ліній по одному з головних напрямків

Приблизні вимірювання, візуальна оцінка об’єктів

Незначні спотворення площ, кутів, форм, ліній

Проекцію карти обирають відповідно до її призначення. Карти світу здебільшого укладають у циліндричній, поліконічній або псевдоконічній проекціях. Для карти окремих материків та їхніх частин обирають проекцію залежно від розміщення території: полярні області — в азимутальних проекціях; екваторіальні країни та території, витягнуті по довготі, — у циліндричній; країни світу середніх широт — у конічних; території, витягнуті вздовж меридіанів, — у поперечних, косих циліндричних проекціях. Для укладання карти півкуль поєднують два типи азимутальних проекцій: нормальна для Північної й Південної півкуль і поперечна для Західної та Східної.

Територію України на вітчизняних навчальних і довідкових картах зображують у нормальній конічній рівнопроміжній проекції. Бокова поверхня конуса є січною з двома січними лініями (паралелями), що розміщуються в межах території країни.

СПОСОБИ КАРТОГРАФІЧНОГО ЗОБРАЖЕННЯ ОБ’ЄКТІВ І ЯВИЩ НА ЗАГАЛЬНОГЕОГРАФІЧНИХ І ТЕМАТИЧНИХ КАРТАХ. Карта — друга мова географії. За словами В. П. Семенова-Тян-Шанського, «карта — це початок і завершення кожного географічного дослідження».

Просторові, динамічні, якісні, кількісні особливості об’єктів і явищ передають різними способами картографічного зображення.

• Назвіть відмінності між загально-географічними й тематичними картами.

Основні способи картографічного зображення на тематичних картах подано на малюнку 24.

Мал. 24. Способи картографічного зображення об’єктів і явищ на тематичних картах

СУТНІСТЬ ГЕНЕРАЛІЗАЦІЇ. Показати всі деталі на географічній карті неможливо, необхідно показати основні, типові риси об’єктів, висвітлити їхні зв’язки. Відбір й узагальнення об’єктів здійснюють відповідно до масштабу та призначення карти, особливостей території, об’єкта, явища. Такий процес називають картографічною генералізацією. Що дрібніший масштаб карти, то більш генералізоване зображення (мал. 25).

Мал. 25. Приклади картографічної генералізації

• Які способи картографічного зображення представлені на тематичних картах вашого атласу?

Уникаючи зайвої деталізації при укладанні карти, ретельно відбирають головні елементи та відсівають другорядні. Наприклад, подають тільки річки завдовжки більше 10 км, чи населені пункти людністю від 10 тис. осіб. Дрібні контури групують. При узагальненні кількісних характеристик, зокрема показуючи рельєф або температуру, ізолінії позначають з більшим інтервалом шкали. Узагальнюють і деякі якісні характеристики. Зокрема на оглядовій карті різні типи лісів (мішані, хвойні, широколисті) не розрізняють. Зображення контурів об’єктів передають спрощено. Наприклад, складно показати вигини русла річок, берегової лінії, тому на окремих ділянках їх зображення згладжують. Завдання генералізації — покращити візуальне сприйняття елементів карти, підкреслити особливості об’єктів та зв’язок між елементами змісту.

Відкриваємо Україну

У 1638 р. вийшла друком перша українська карта Ближніх і Дальніх печер Києво-Печерської лаври. На ній з топографічною точністю позначено всі споруди на території монастиря й подано підписи кирилицею. Це була перша карта східних слов’ян.

ЗАПАМ’ЯТАЙТЕ: стисло про головне

• Топографічна карта є географічною основою для створення тематичних карт. Карти можна створювати також на базі космічних й аерознімків. Серед сучасних геозображень виділяють такі типи: паперові та електронні карти, двовимірні плоскі та тривимірні об’ємні моделі, динамічні.
• Математична основа карт включає геодезичну основу, масштаб, картографічну проекцію. Геодезична основа пов’язана із системами координат обраного еліпсоїда. Масштаб можна представити трьома видами. Картографічні проекції розрізняють за видом допоміжної поверхні та орієнтуванням її осі, за характером спотворень.
• При створенні карт застосовують різні способи картографічного зображення для показу різних елементів змісту.
• Генералізацію здійснюють шляхом відбору й узагальненням об’єктів і явищ відповідно до масштабу, призначення та особливостей території чи об’єкта.

Знаю і вмію обґрунтувати

• 1. Яке застосування мають сучасні картографічні твори?
• 2. Поясніть, як форму та розміри Землі відтворюють на картах.
• 3. Що таке математична основа карт? Які її складові?
• 4. У яких масштабах доцільно подавати в географічному атласі такі карти: півкуль, Євразії, Європи, України?
• 5. Чому на географічних картах є спотворення? Назвіть види спотворень.
• 6. Запропонуйте способи картографічного зображення для позначення ареалів розселення тварин, забезпеченості регіонів України питною водою, напрямки переміщення повітряних мас, етнічної структури мешканців населених пунктів.

Працюю з картою

Розгляньте карти вашого шкільного атласу й визначте, у яких картографічних проекціях вони складені.

Шукаю в Інтернеті

Знайдіть в Інтернеті інформацію про те, як створювати динамічні зображення, та спробуйте запропонувати тему для власної картографічної анімації.

Генерую ідеї

Ви — картограф. Вам запропонували створити загальногеографічну карту свого населеного пункту. Враховуючи генералізацію, розкажіть, що зображатимете на своїй карті й у який спосіб.

ПРАКТИЧНА РОБОТА № 3

Тема: Визначення за градусною сіткою географічних координат точок, азимутів, відстаней у градусах і кілометрах між точками на різних за просторовим охопленням картах

1. Ознайомтесь із картами різного охоплення території у вашому шкільному атласі. Пригадайте, як шукати географічні координати, азимут і відстань у кілометрах між об’єктами.

2. На карті Європи знайдіть столицю України та столиці країн, що межують з Україною, виконайте такі завдання:

а) визначте їхні географічні координати;

б) обчисліть відстань у градусах і кілометрах між столицями.

3. Розгляньте адміністративну карту вашої області. Визначте географічні координати свого районного центру й центрів сусідніх районів; знайдіть їхні азимути та відстані до даних об’єктів у градусах і кілометрах.

4. На плані вашого населеного пункту визначте точну відстань у кілометрах від вашого будинку до школи та величини азимутів.

5. Зробіть висновок про особливості роботи з картами, різними за охопленням території, про точність вимірювань на них.

§ 9. Літосфера

Серед складових географічної оболонки найбільший практичний інтерес для людини має літосфера — верхня тверда оболонка планети потужністю від 50 до 200 км. Вона включає земну кору та частину верхньої мантії до астеносфери. Зверху літосфера обмежена гідросферою та атмосферою, які взаємодіють із нею.

Земна кора — верхня частина літосфери. Унаслідок тривалого розвитку сформувалися два головні типи земної кори — материковий та океанічний, які відрізняються складом, будовою і потужністю (мал. 1). Материкова земна кора складається з трьох шарів — осадового, гранітного й базальтового, океанічна утворена двома шарами — осадовим і базальтовим.

Мал. 1. Будова земної кори.

Максимальна потужність земної кори становить близько 75 км під гірськими системами і 30—40 км під рівнинами. Найбільш тонка земна кора під океанами — лише 5—15 км.

2. Властивості літосфери. Геологічне середовище людства.

Однією з основних властивостей літосфери є динамічність. У надрах оболонки та на її поверхні постійно відбуваються утворення, розпад та метаморфізація мінералів, гірських порід, формування та зміна структурних елементів земної кори, поява й руйнування різноманітних форм рельєфу. Ці та інші процеси називають геологічними.

Літосфера є матеріальною основою ґрунтів, середовищем обміну речовиною та енергією з атмосферою й гідросферою, через неї здійснюється кругообіг води в природі. У літосфері накопичуються прісні води, забезпечуючи процеси життєдіяльності організмів.

Літосфера нашої планети є «скарбницею», яка містить надзвичайно важливі ресурси. Із твердої оболонки людина бере необхідні метали, паливо (вугілля, нафту, природний газ), різноманітні солі, воду, будівельні матеріали тощо. У цьому проявляється ресурсна властивість літосфери.

Сьогодні видобуток та використання мінеральної сировини, будівництво і їх вплив на зовнішній вигляд літосфери набули загрозливих масштабів та охопили не лише окремі регіони, а й всю планету. Верхню частину літосфери, що перебуває під впливом інтенсивної господарської діяльності, називають геологічним середовищем людства. До його складу входять гірські породи, корисні копалини, підземні води та рельєф земної поверхні.

3. Тектоніка літосферних плит.

Найбільшими структурними одиницями літосфери є літосферні плити — величезні блоки, обмежені глибинними розломами. Виділяють близько 13 основних плит, із яких найбільшими є: Євроазіатська, Північноамериканська, Південноамериканська, Африканська, Тихоокеанська, Індо-Австралійська й Антарктична. Поряд із великими плитами існують більш дрібні, які відповідають окремим океанічним частинам (плита Кокос, Наска тощо), окраїнним морям або частинам роздроблених континентальних блоків.

Літосферні плити повільно (2—7 см/рік) переміщуються по астеносфері — в’язкому та пластичному шару верхньої мантії, який підстилає літосферу.

В одних місцях вони розходяться, в інших — зіштовхуються. Імовірною причиною горизонтальних переміщень плит є конвективні рухи речовини мантії, спричинені її розігрівом.

Потужні висхідні потоки цієї речовини розсувають плити, розривають земну кору, утворюючи в ній глибинні розломи. Магма, що піднімається по розломах, застигає й нарощує краї плит, які розходяться. У результаті по обидва боки розлому виникають серединно-океанічні хребти. Вони виявлені на дні всіх океанів та утворюють єдину систему загальною протяжністю понад 60 тис. км.

Найбільша система розломів суходолу отримала назву Великої рифтової долини. Вона проходить через територію Східної Африки та Аравійського півострова (мал. 2).

Мал. 2. Велика рифтова долина в Африці. Ширина розлому становить майже 100 км, висота прямовисних стін — від 450 до 800 м. тут сформувалася велика кількість вулканів.

Уздовж інших меж літосферних плит спостерігається їх зіткнення. Це відбувається по-різному. При зустрічному русі материкової та океанічної плит більш важка океанічна плита занурюється під материкову. При цьому на материку утворюються гірські хребти, а вздовж узбережжя — глибоководні жолоби. Так, результатом взаємодії плит Наска та Південноамериканської є гори Анди, Перуанський та Чилійський глибоководні жолоби.

При зіткненні плит, що мають материкову кору, їхні краї деформуються, зминаються у складки, утворюючи гори.

Рухи плит відбуваються зі значним механічним напруженням, тому в усіх цих місцях спостерігаються висока сейсмічність, інтенсивна вулканічна діяльність.

Одночасно з повільними горизонтальними рухами літосфери безперервно відбуваються вертикальні рухи земної кори. Унаслідок цих рухів певні ділянки її поверхні піднімаються, а інші — опускаються.

Сукупність горизонтальних і вертикальних рухів літосфери називають тектонічними рухами.

4. Процеси в надрах і на поверхні Землі, їхні наслідки.

Розвиток літосфери відбувається під впливом ендогенних (внутрішніх) та екзогенних (зовнішніх) процесів та їх складної взаємодії у верхніх частинах земної кори.

Ендогенні процеси — фізичні і хімічні процеси й перетворення, що відбуваються в надрах Землі, у першу чергу в земній корі та верхній мантії. Джерелом енергії цих процесів є внутрішня енергія Землі, що утворюється внаслідок радіоактивного розпаду, гравітаційних переміщень, хімічних перетворень тощо. До найважливіших ендогенних процесів належать тектонічні рухи, магматизм, метаморфізм.

На відміну від повільних тектонічних рухів, землетруси — це раптові коливання земної кори. Основна причина землетрусів полягає в порушенні рівноваги в земній корі й утворенні напруження в її масах, що призводить до розривів і зміщень. Особливо сильних поштовхів зазнає епіцентр — місце на поверхні Землі, розташоване над центром землетрусу в глибині Землі (гіпоцентр), від якого хвилями поширюється коливання земних шарів. Глибина залягання гіпоцентра, як правило, не перевищує 50 км. Щороку сейсмографи реєструють майже 100 тис. землетрусів, із яких близько 10 тис. відчувають люди.

Землетруси завдають величезних матеріальних збитків і призводять до численних людських жертв. Вони утворюють у земній корі та на її поверхні різні зрушення: скиди, тріщини, грязьові потоки тощо. На гірських схилах землетруси спричиняють обвали окремих брил і величезних мас пухкого матеріалу. Такі обвали загороджують річки, унаслідок чого виникають озера. Землетруси порушують режим ґрунтових вод, активізують зсуви, зумовлюють зникнення давніх джерел і появу нових.

Зараз почастішали землетруси нетектонічного походження (виникають унаслідок завалювання підземних порожнин, дії підземних вод у легкорозчинних породах — сіль, гіпс, вапняк; великих обвалів у горах) та штучні (спричинені діяльністю людини).

Більшість землетрусів відбувається в сейсмічних поясах, розташованих у місцях взаємодії літосферних плит. Найбільш активні сейсмічні пояси сучасності — Альпійсько-Гімалайський та Тихоокеанський.

Вулканізм охоплює явища та процеси, пов’язані з підніманням магми в земній корі та виливом на поверхню Землі. У результаті цих виливів часто утворюються конусоподібні гори — вулкани. У центрі конуса розташоване жерло — канал, яким виливається лава. Канал зазвичай закінчується лійкоподібним кратером. Усього на Землі налічується понад 600 діючих вулканів, із них 70 підводні. Згаслих вулканів майже у 100 разів більше.

Виверження вулканів є стихійним лихом для всього живого: руйнуються міста, перетворюється рельєф, змінюється ландшафт. Надзвичайно небезпечними є продукти вулканічної діяльності — вибухова хвиля, лавові та грязьові потоки, вулканічні бомби, попіл, гази тощо.

Вулканізм, як і землетруси, переважно приурочений до меж літосферних плит. Особливо виділяється Тихоокеанський вулканічний пояс, або Тихоокеанське вогняне кільце, де розташовано 2/3 діючих вулканів світу.

Екзогенні процеси відбуваються на поверхні Землі або на незначній глибині в земній корі під дією сонячної радіації, сили тяжіння та життєдіяльності організмів. До екзогенних процесів належать вивітрювання гірських порід (фізичне, хімічне та органічне), вплив вітру (еолові процеси) і води (тимчасових і постійних водотоків) на рельєф, діяльність льодовиків і талих льодовикових вод, вплив сил гравітації на рельєф (утворення осипів, зсувів тощо), берегова діяльність морських акваторій. Основним результатом екзогенних геологічних процесів є зміна речовинного складу верхньої частини земної кори, утворення осадових гірських порід і форм рельєфу земної поверхні.

Завдяки екзогенним процесам формуються ґрунти та корисні копалини. Майже 60 % світового видобутку корисних копалин пов’язано із продуктами екзогенної діяльності. Проте руйнування берегів річок, озер і морів, збільшення ярів, снігові лавини, розмивання та руйнування схилів, обвали та зсуви також є результатами діяльності екзогенних геологічних процесів. Вони завдають значних матеріальних збитків господарству й іноді навіть призводять до людських жертв (мал. 3). Із цим пов’язана необхідність прогнозування результатів дії екзогенних процесів, а також всебічне вивчення їх закономірностей, щоб запобігти катастрофам.

Мал. 3. Зсув ґрунту в місті Шеньчжень (Китай) 20 грудня 2015 р., у результаті якого було зруйновано понад 20 будівель і загинуло 902 людини.

Зсув — відрив і сповзання вниз по схилу мас гірських порід під дією сили тяжіння. Зазвичай зсуви виникають у результаті землетрусів, через природні причини (повені, сильні дощі, вивітрювання) та деякі види діяльності людини (будівельні роботи, вибухи, буріння свердловин). Згідно з міжнародною статистикою, майже 80 % зсувів у наш час пов’язано з діяльністю людини.

Головне

Літосфера — зовнішня тверда оболонка Землі. Вона має низку властивостей, які проявляються в її активній участі в різноманітних природних процесах у межах географічної оболонки.

• Геологічне середовище людства охоплює верхню частину літосфери, що перебуває під впливом інтенсивної господарської діяльності. Із розвитком технологій межі геологічного середовища розширюються.

• У літосфері розвиваються й взаємодіють ендогенні та екзогенні процеси. Результати їх прояву можуть мати негативні наслідки для людини.

Запитання та завдання для самоперевірки

1. Що таке літосфера? Назвіть складові літосфери. 2. Які властивості має літосфера? Поясніть їх значення для природи та людства. 3. Розкрийте зміст поняття «геологічне середовище людства». З’ясуйте причини його формування. 4. Охарактеризуйте механізми рухів літосферних плит. Які причини обумовлюють виникнення землетрусів та вулканів? 5. Які процеси належать до екзогенних? Доведіть на конкретних прикладах необхідність вивчення ендогенних та екзогенних процесів, що відбуваються в літосфері та на її поверхні.

Практичне завдання

Позначте на контурній карті: 1) межі основних літосферних плит; 2) зони землетрусів і сучасного вулканізму.

Працюємо в групах

Розробіть власні рекомендації щодо безпеки проживання в районах із різною інтенсивністю вулканічних, сейсмічних, гравітаційних явищ.

Працюємо самостійно

На значній частині України поширені зсувні процеси. Дослідіть причини та географію поширення зсувів у регіоні, де ви живете. Дізнайтеся, які заходи застосовують для запобігання виникненню зсувів.