С давних пор человек удивлялся смене времен года. Почему летом тепло, а зимой холодно? По­чему зимой ночи длинные?
Мы знаем, что Земля вращается вокруг Солн­ца, и одновременно она вращается вокруг своей оси. Вращаясь вокруг Солнца, она еще крутится, как волчок. Если бы ось Земли (воображаемая линия от Северного к Южному полюсу) распола­галась под прямым углом к орбите Земли вокруг Солнца, у нас не было бы времен года, а все дни были бы одинаковыми.
Но ось Земли наклонена. Дело в том, что на Землю действуют различные силы. Во-первых, это притяжение Солнца, во-вторых, притяжение Луны, в третьих, вращение самой Земли. В ре­зультате Земля вращается вокруг Солнца в на­клонном положении. Это положение сохраняется круглый год, поэтому ось Земли всегда направле­на в одну точку — на Полярную звезду.
Это означает, что часть года Северный полюс повернут к Солнцу, а вторую часть скрыт от не­го. Из-за этого наклона прямые лучи Солнца иногда освещают участок поверхности Земли к северу от экватора, иногда — на экваторе, иног­да—к югу от экватора. Это различное воздейст­вие прямых солнечных лучей на участки земной
поверхности и вызывает смену сезонов в различ­ных районах земного шара.
Когда Северное полушарие повернуто к Солн­цу, в странах к северу от экватора лето, к югу — зима. Когда прямые лучи Солнца падают на Юж­ное полушарие — здесь наступает лето, а в Се­верном — зима. Самые длинные и самые корот­кие дни в году называются днями зимнего и лет­него солнцестояния.
Во всем мире в каждом году имеются двое су­ток, когда день равен ночи. Это происходит вес­ной и осенью, ровно между днями солнцестояния. Осенью это происходит около 23 сентября — это осеннее равноденствие, весной около 21 марта — весеннее равноденствие.

Понятие «погода» включает в себя все состоя­ния атмосферы. «Погода» включает в себя такие coстояния атмосферы, как холодное, теплое, сухое, влажное, солнечное, облачное, ветреное, тихое. Погода меняется каждый день, а все, что проис­ходит в течение года называется «климатом».
На погоду влияют различные факторы, но самый основной — это Солнце. Солнечное тепло испаряет воду и согревает воздух, отчего восходящие потоки теплого воздуха поднимают водяные пары в небо. Там воздух остывает и пары конденсируются в дождь. Это может происходить постепенно или быстро. При резкой смене погоды бывают бури. В Англии имеется около 200 пунктов, регист­рирующих погоду, приблизительно столько же имеется на территории всей остальной Европы. Кроме этого, «корабли погоды», расположенные в Атлантике, а также специальные самолеты, несу­щие дежурство, следят за изменениями погоды. Прогноз погоды составляют на основании этих сообщений и других метеорологических данных.
Карты, которые изучают специалисты по пого­де, могут сообщить им различную информацию: районы с одинаковым давлением, участки с рав­ной температурой, направление ветра, облачность или чистое небо, дождь или снег, количество вы­павшего дождя, районы с повышенным или пони­женным давлением.
Метеорологи, изучая карту, могут предсказать, что можно ожидать при данных условиях атмос­феры. Они знают, что низкое давление означает сильные ветры из-за перемещения холодного воз­духа на смену теплому, поднимающемуся вверх воздуху, насыщенному влагой. Высокое давление означает хорошую погоду.
В Северном полушарии ветры в районах с вы­соким давлением дуют по часовой стрелке. При низком давлении — против часовой стрелки. То есть даже направление ветра можно предсказать. Метеорологи также знают скорость перемещения участков с различным давлением.
Зная все эти детали, а также имея сообщения о погоде из многих районов страны, метеоролог хорошо представляет, какая погода ожидается в твоем районе!

Если посмотреть на карту земного шара с ука­занием районов с наиболее частыми землетрясе­ниями, мы обнаружим широкую ленту, поднима­ющуюся вверх и опускающуюся вниз по всей по­верхности Земли. В некоторых районах землетря­сений нет совершенно, в других они часты.
Япония — район Земного шара с частыми зем­летрясениями. Они там происходят почти еже­дневно! Конечно, большинство из них слабы и не приносят никакого ущерба. Другим подобным районом является район Средиземного моря. И наоборот, возьмем район Новой Англии в США. Разрушительных землетрясений здесь не происхо­дило со времени ледникового периода, многие ты­сячи лет!
Объясняется это тем, что земная кора неоди­накова повсеместно. В отдельных районах кора недостаточно прочна, и в этом месте имеется разлом. Разлом — это разрыв в скальных породах коры. В месте разлома участки коры давят друг на друга с огромной силой. Эта энергия превра­щается в вибрацию скал.
Такая вибрация может распространяться на тысячи километров, землетрясение в этом случае бывает очень сильным, особенно по линии разло­ма, созданного подъемом участков земной коры. Участки разлома поднимаются и опускаются, они могут также двигаться в горизонтальном направ­лении.
После землетрясения на поверхности Земли вдоль разлома можно видеть определенные изме­нения. Та часть, где вибрация ощущалась сильнее всего, называется «эпицентром» землетрясения. Если рядом располагается город, могут быть зна­чительные разрушения. Падающие здания и по­жары в результате разрывов газопроводов приво­дят к жертвам среди населения.
Районы распространения землетрясений и из­вержений вулканов примерно одинаковы. Это связано с тем, что земная кора в этих районах не находится в состоянии покоя.

В районе таких городов, как Нью-Йорк, Лон­дон или Париж, нет вулканов, и вряд ли они там появятся в будущем. Однако в некоторых районах земного шара в одном месте расположено сразу несколько вулканов.
Тихоокеанское побережье Центральной Аме­рики — одно из самых активных мест вулканиче­ской деятельности в мире. И на самом деле в этом месте расположено более двух третей действующих вулканов, а также множество таких, что прекра­тили свою деятельность сравнительно недавно.
А причина вот в чем: в этих местах земная ко­ра очень слаба по сравнению с другими районами земного шара. Там, где есть слабый участок зем­ной коры, там появляется вулкан.
Вот как он образуется. Как мы уже знаем, яд­ро Земли очень горячее. С увеличением глубины растет и температура. На глубине 25 км температура настолько высока, что все породы (здесь температура достигает 1000-1100° С) находятся в расплавленном состоянии.
Когда горная порода плавится, она увеличива­ется в объеме — ей требуется больше места. В от­дельных районах Земли новые горные системы образовались не так давно (это значит несколько тысяч лет назад). Под ними и этом районе давле­ние ниже, чем в других районах. Это своего рода слабый участок в земной коре.
Расплавленная порода, называемая «магмой», проникает в эти участки, создавая резервуары расплавленной породы. Магма поднимается по трещинам, образованным поднятием пород земли.
Когда давление в таком резервуаре превысит те силы, которые сдерживают магму под землей, расплавленная порода вырывается наружу, обра­зуя вулкан. Извержение прекращается с оконча­нием выхода сопутствующего газа.
При извержении в основном выделяются газо­образные вещества, а также большое количество расплавленной породы «лавы», твердые частицы в виде пепла. Извержение — это взрыв газов, но часть лавы превращается в пыль, и при изверже­нии мы наблюдаем облако черного дыма.

Огромную массу льда, с образования которой начался ледниковый период в Северной Америке, назвали «континентальным ледником»: в самом центре его толщина достигала 4,5 км. Возможно, этот ледник формировался и таял четыре раза за весь ледниковый период.
Ледник, который покрывал другие части света, некоторых местах не растаял! Например, огром­ный остров Гренландия все еще покрыт континен­тальным ледником, за исключением узкой при­брежной полосы. В своей средней части ледник иногда достигает толщины более трех километров. Антарктида также покрыта обширным континен­тальным ледником толщиной льда в некоторых местах до 4 километров!
Поэтому причиной, почему в некоторых райо­нах земного шара имеются ледники, является то, что они не растаяли с ледникового периода. Но основная часть ледников, встречающихся сейчас, образовалась недавно. В основном они располо­жены в горных долинах.
Они берут свое начало в широких, пологих, по форме напоминающих амфитеатры, долинах. Снег попадает сюда со склонов в результате обвалов и лавин. Такой снег не тает летом, с каждым годом становясь все глубже. Постепенно давление свер­ху, некоторое оттаивание, повторное заморажива­ние удаляют воздух из донной части этой снеж­ной массы, превращая ее в твердый лед. Воздей­ствие веса всей массы льда и снега сдавливает всю массу и заставляет ее двигаться вниз по до­лине. Такой движущийся язык льда и есть горный ледник.
В Европе в Альпах известно более 1200 таких ледников! Они также существуют на Пиренеях, в Карпатах, на Кавказе, а также в горах южной ча­сти Азии. На юге Аляски находятся десятки тысяч подобных ледников, некоторые длиной от 50 до 100 км!

Многие из нас полагают, что ледниковый пе­риод закончился очень давно и никаких его сле­дов не осталось. Но геологи заявляют, что мы только приближаемся к окончанию ледникового периода. А жители Гренландии все еще живут в ледниковом периоде.
Примерно 25 тысяч лет назад народы, насе­лявшие центральную часть Северной Америки, видели лед и снег круглый год. Огромная стена льда простиралась от Тихого до Атлантического океана, а на север — до самого полюса. Это было на заключительной стадии ледникового периода, когда вся территория Канады, большая часть Сое­диненных Штатов и северо-западная часть Евро­пы были покрыты слоем льда толщиной более од­ного километра.
Но это не значит, что было всегда очень хо­лодно. В северной части США температура толь­ко на 5 градусов была ниже современной. Холод­ные летние месяцы вызвали ледниковый период. В это время тепла было недостаточно, чтобы рас­топить лед и снег. Он накапливался и в конце концов покрыл всю северную часть этих районов.
Ледниковый период состоял из четырех эта­пов. В начале каждого из них образовывался лед продвигаясь на юг, затем таял и отступал к Се­верному полюсу. Это происходило, как считают, четыре раза. Холодные периоды называют «оледе­нением», теплые — «межледниковым» периодом.
Считается, что первый этап в Северной Аме­рике начался около двух миллионов лет назад, второй — примерно 1 250 000 лет назад, тре­тий — около 500 000 лет назад, а последний — примерно 100 000 лет назад.
Скорость таяния льда на последнем этапе лед­никового периода в различных районах была нео­динаковой. Например, в районе расположения со­временного штата Висконсин в США таяние льда началось примерно 40 000 лет назад. Лед, кото­рый покрывал район Новой Англии в США, ис­чез около 28 000 лет назад. А территорию совре­менного штата Миннесота лед освободил только 15 000 лет назад!
В Европе Германия освободилась ото льда 17 000 лет назад, а Швеция — только 13 000 лет назад.

Для нас айсберги — это прекрасные объекты для изучения и наблюдения. Но для океанских кораблей они представляют огромную опасность.
Одна из самых ужасных морских катастроф про­изошла в ночь 14 апреля 1912 года, когда «Тита­ник» столкнулся с айсбергом, в результате чего погибло 1513 человек.
Айсберг — это отколовшаяся часть ледника. Это происходит тогда, когда ледник (который на­поминает ледовую реку), двигаясь вниз по доли­не, достигает моря. Край ледника откалывается и образует плавающий айсберг.
Некоторые айсберги появляются в фиордах — узких с высокими отвесными стенами заливах, откуда они выходят в океаны. Края некоторых айсбергов разбиты или сглажены волнами. Под поверхностью воды остается значительная под­водная часть их, которая изредка, отколовшись, неожиданно всплывает на поверхность в виде айс­бергов.
Размеры айсбергов различны. Небольшие, раз­мером 5-10 метров в диаметре, моряки называют «гроулерами». Но чаще встречаются айсберги диа­метром более 100 метров. Отдельные ледяные го­ры достигают в поперечнике 1000 метров.
Плотность айсберга составляет около 90% от плотности воды, поэтому над поверхностью нахо­дится только одна девятая часть этой ледяной го­ры, а восемь девятых — скрыты под водой. Поэ­тому льдина высотой 45 метров над поверхностью воды уходит вглубь на 200 метров. Трудно себе представить, сколько льда содержит такая гора. Ведь некоторые из них весят 180 000 000 тонн.
Так как основная часть айсберга находится под водой, на его движение оказывают влияние не ветер, а морские течения. Айсберги постепенно достигают теплых широт, где и тают. Только не­которые из них достигают теплого течения Гольфстрим, к востоку от Ньюфаундленда в Канаде. Они и представляют наибольшую опасность дли кораблей. Поэтому береговая охрана в Соединен­ных Штатах постоянно следит за появлением айс­бергов, предупреждая корабли о местоположении этих ледяных гор.

Изучение ископаемых растений и животных помогает в изучении нашего прошлого и позволя­ет узнать, какие животные жили миллионы лет назад. Этим занимается наука «палеонтология».
Некоторые люди думают, что ископаемые — это остатки животных, живших очень давно. На самом деле существует три типа ископаемых. К первому типу принадлежат части организмов, из­бежавших разложения и сохранившихся до наших дней в своем первоначальном виде. Ископаемые могут быть в виде слепка или оттиска, повторяю­щего форму тела животного или растений после того, как само животное или растение исчезло. Ископаемыми могут быть и следы животных, ос­тавленные ими на мягкой поверхности грязи или глины.
Если находят ископаемое, состоящее из какой-то части организма, то это в основном плотные части — скелет, раковина, дошедшие до наших дней. Мягкие ткани разлагаются. Но в отдельных случаях даже такие животные, как медузы, на 99% состоящие из воды, оставляют прекрасные отпечатки на скалах. Некоторые ископаемые, об­наруженные во льдах, сохранили не только ске­лет, но также и ткани на своих костных образова­ниях.
Качество ископаемого не зависит от его разме­ра. Например, в кусочке янтаря прекрасно сохра­нился маленький муравей, живший многие мил­лионы лет назад. Степень сохранности животного или растения зависит от района их проживания. Самыми многочисленными являются ископаемые морских животных — после их смерти их тела быс­тро покрываются донными отложениями и таким образом предохраняются от разложения. Земные животные и растения подвержены разрушительно­му воздействию воздуха и окружающей среды.
В основном благодаря изучению ископаемых мы знаем, каким был животный мир сотни мил­лионов лет назад. Например, ископаемые, найден­ные в скальной породе, поведали нам о том, что миллионы лет назад был век пресмыкающихся, во времена которого существовали чудовища длиной 24 метра и весившие 56 тонн. Это были динозавры. О самой первой птице, названной «археоптерикс», мы также узнали по двум найденным слепкам.

Пещеры издавна связаны с историей развития человечества. Еще в каменную эпоху пещеры спасали людей от зимней стужи.
Но и после того, как древние люди перестали использовать пещеры в качестве жилищ, пещеры окружал ореол необычного и странного. Греки верили, что пещеры были храмами их богов — Зевса, Пана, Дионисия и Плутона. В древнем Ри­ме считали, что в пещерах обитают нимфы и кол­дуньи. Древние персы и другие народы полагали, что в пещерах обитает царь всех земных духов Митрас.
В наши дни обширные и прекрасные пещеры привлекают туристов. Пещеры — это большие пу­стоты внутри холмов, гор и скал.
Пещеры образуются по-разному. Некоторые из них образовались в результате постоянного воздействия морских волн на скалы. Отдельные пещеры расположены под водой. Они являются обычно результатом деятельности подземных вод, вымывающих мягкие породы, например, извест­няк. Ряд пещер образовался в результате вулка­нической деятельности и подвижки скальных по­род или в результате извержения горячей лавы.
Основная масса пещер в Соединенных Штатах появилась в результате разрушения значительных слоев известняка, особенно при воздействии на него воды, содержащей двуокись углерода. В шта­тах Индиана, Кентукки и Теннесси в слое извест­няка толщиной в среднем 53 метра образовалось множество пещер.
Некоторые пещеры имеют в потолке отвер­стия. Они образовались на том месте, где когда-то скопилась вода, которая затем прорвалась в пе­щеру. В пещерах можно встретить ряды галерей, идущих одна над другой. По отдельным пещерам протекают потоки воды, в других — после их об­разования вода уходит вниз, и пещера высыхает.
Во многих случаях каждая капелька воды, па­дающая с потолка пещеры, содержит частички из­вестняка или других минералов. Вода испаряется, а некоторые из этих минералов остаются. Посте­пенно образуются сталактиты, похожие на со­сульки, свисающие с потолка. Стекающая со ста­лактитов вода образует на полу сталагмиты.

Найдется ли во всем мире мальчишка, кото­рый не собирал в свое время различной формы и окраски камешки? Различные по размерам и цве­ту, гладкие и шероховатые, напоминающие драго­ценные камни — они просто заставляют нас соби­рать их!
Они выглядят такими привлекательными пото­му, что состоят из одного или нескольких мине­ралов. Именно эти минералы придают различным камням прекрасные оттенки, заставляя некоторые из них сверкать наподобие драгоценных камней.
Все камни имеют различное происхождение. Некоторые камни, называемые «осадочными», со­стоят из осадочных пород. Это означает, что мно­го лет назад образовались осадки в результате де­ятельности воды, ветра, льда, растений и живо­тных. Отложение происходило по слоям, поэтому такие скалы и камни называют «слоистыми». Мельчайшие частицы, из которых состоят скалы, имеют округлую форму, так как их острые края сточились при их движении в потоках воды и под воздействием ветра. Песчаник и известняк являются типичными слоистыми скальными породами.
Другие скальные породы произошли из рас­плавленного вещества, находившегося глубоко под землей. Их вынесло на поверхность земли, часть попала в трещины других скальных пород. Такие скальные породы называют «пирогенными», или вулканического происхождения. К ним отно­сятся гранит и базальт.
Третий тип скал имел раньше другую форму и структуру (вулканическую или слоистую), но из­менился под воздействием температур или высо­кого давления. Их называют «метаморфными», к ним относятся мрамор и кварциты.
Некоторые скальные породы содержат наряду с другими примесями минералы металлов. Если таких минералов достаточно для производства ме­талла, такая порода называется «руда».

Из-за их гигантских размеров люди думали, что горы вечны и неизменны. Но геологи, уче­ные, которые изучают горы, могут доказать, что горы изменяются и что они не вечны.
Определенные изменения земной поверхности привели к возникновению гор, которые постоянно разрушаются и меняются. Склоны гор разруша­ются замерзающей водой, почва и частицы скаль­ного грунта вымываются дождем и потоками во­ды. Со временем даже высочайшие вершины пре­вращаются в холмы и равнины.
По способу образования геологи разделили го­ры на четыре типа. Вместе с тем горы образова­лись в результате резких изменений земной по­верхности многие миллионы лет назад.
«Складочные» горы состоят из слоев горных пород, сжатых огромным давлением в гигантские складки. Во многих местах можно видеть слои горных пород, изгибающиеся наподобие арок и вогнутых линз. Это результат сжатия и давления земной поверхности. Примером таких гор могут служить Аппалачи и Альпы.
Для сводчатых гор характерны скальные поро­ды, поднятые вверх в виде сводов. Расплавленная лава, поднимаясь под большим давлением на по­верхность Земли, смогла поднять эти пласты гор­ных пород. Примером таких гор могут служить Черные Холмы в штате Южная Дакота в США.
Целиковые горы возникли в результате разло­мов или провалов земной коры. Обширные участ­ки земной коры, целые горные гряды за короткое время поднимались или опускались. Горная цепь Сьерра Невада, 740 км длиной и 150 км шири­ной, расположенная в Калифорнии, США, может служить примером этих гор.
Вулканические горы состоят из лавы, вулкани­ческого пепла и шлаков, попавших на поверх­ность Земли. Вулканы обычно имеют коническую форму с большим кратером на вершине. Наиболее известными вулканами являются Рейнер, Шаста и Худ в США, Фудзияма в Японии, Везувий в Италии.
Многие горные системы были образованы со­четанием вышеперечисленных способов. В горах Рокиз (США) можно наблюдать горные отроги, возникшие в результате сжатия, разломов и даже эрозии лавы!

Вода, которая вытекает из родников, когда-то i выпала в виде дождя. Дождевая вода впитывается I в землю и проникает в скальный грунт по трещи­нам. Конечно, часть воды остается у поверхности и испаряется в воздух, а также поглощается растениями через их корневую систему.
Остальная вода под воздействием силы тяже­сти опускается вниз настолько, насколько позво­ляет скальный грунт. Глубоко под землей на раз­личной глубине имеются участки, где все пустоты скального грунта заполнены водой. Такие участки называют «зоной подземных вод». Верхний уро­вень таких вод называют «уровень воды» (граница водоносного слоя).
Родник образуется тогда, когда для воды нахо­дится естественное отверстие в земле, располо­женное ниже уровня этого слоя воды. Вот почему многие родники расположены в долинах или в других низких местах. Грунтовые воды вытекают через родники по скальным пустотам по дну или по склонам подобных низин. Родник тоже подчи­няется силе тяжести: вода течет сверху вниз.
Некоторые родники питаются водой из водо­носного слоя. Они действуют круглый год и называются «постоянными». У других родников их ка­нал, соединяющий поверхность с водоносным слоем, расположен в непосредственной близости от верхнего уровня воды этого слоя. Такие род­ники действуют только во время дождей, когда уровень воды повышается. Их называют «пульси­рующими».
Родниковая вода проходит сквозь скальный грунт под землей, поэтому она содержит некото­рые минералы, такие, как сера, известь. Источни­ки, вода которых содержит значительные объемы минеральных солей, называются минеральными источниками.
В некоторых районах, особенно там, где была вулканическая деятельность, вода соприкасается с нагретыми подземными скальными породами. По­добные источники называют «термальными»
Артезианский колодец отличается от источни­ка. В таком колодце дождевая вода просачивается вниз до тех пор, пока не достигнет слоя пористых пород, расположенного между двумя слоями мо­нолитных скал. Эта вода находится под давлением со всех сторон, и когда в этом месте бурят сква­жину, вода с силой вырывается наружу. Скважи­ну следует бурить в том месте, которое ниже той точки, где вода проникает в землю.