Раздел 2. Гидроэнергетические ресурсы, их использование. Принципиальные схемы, параметры, режимы работы ГЭС и ГАЭС

Мал. 1.4. Вигляд Землі з космосу
(фотографія зроблена з борту «Аполлона»)

Спочатку світ був нічим:
Не було ні неба, ні землі, ні космосу.
Він був ніщо й тому подумав:
Я буду і вивергнув жар.
(З давньоєгипетського тексту)

Згідно з сучасними космогонічними гіпотезами Земля, подібно іншим планетам Сонячної системи, утворилася шляхом гравітаційної конденсації з розсіяної в навколосонячному просторі газопилової речовини. Її вік оцінюють в 4,5–4,6 мільярди років.

Земля рухається по еліптичній орбіті, в одному з фокусів якої знаходиться Сонце. Притягання Сонця утримує Землю на її орбіті, разом з тим тяжіння Місяця і Сонця викликає припливи і відливи в гідросфері, атмосфері та у твердій оболонці Землі. Гравітаційний вплив Сонця, планет і Місяця викликає тривалі періодичні зміни ексцентриситету орбіти і нахилу вісі Землі, що є  однією з причин зміни клімату на Землі.

Найбільш могутній вплив на земні процеси чинить випромінювання Сонця, яке є головним джерелом енергії для них.

Відстань від Сонця до Землі, що складає біля 150 млн. км, є оптимальною для виникнення життя на Землі.

Земля має дуже складну кулясту форму, трохи сплюснену на полюсах і названу геоїдом (мал. 1.4, 1.5). Першими про кулястість Землі заговорили стародавні греки (Піфагор, VI ст. до н.е.). Арістотель (384–322 до н.е.), спостерігаючи місячні затемнення, відзначив, що тінь, яку Земля відкидає на Місяць, завжди приймає округлу форму. Виходячи з цього, Арістотель зробив висновок, що Земля має форму кулі.

Давньогрецький астроном Арістарх Самоський вже в III ст. до н.е. учив, що Земля і планети обертаються довкола Сонця, але пізніше Птолемей Клавдій у II ст. до н.е. розвинув геоцентричну систему світу, що протрималася 1,5 тисячі років.

Розвиток науки, географічні відкриття привели до значного прогресу в уявленнях про місце Землі у світовому просторі, її походження. Багато визначних здогадок про будову і розвиток Землі знаходимо у Леонардо да Вінчі (1452–1519).

Мал. 1.5. Земля і Сонце У 1543 р. була опублікована книга М. Коперника (1474–1543) «Про обертання небесних сфер», що містить науково розроблену геліоцентричну систему світу. В ній встановлено справжнє місце Землі в Сонячній системі.

Геологія, що вивчає склад, будову та історію розвитку Землі, особливо земної кори, сформувалася в XVII–XVIII ст., але корені її губляться в глибокій давнині, коли люди почали добувати корисні копалини з надр Землі.

М.В. Ломоносов (1711–1765) зробив великий внесок у розвиток геології і встановив ряд важливих закономірностей розвитку Землі. Далі у XIX ст. геологія досягла значних успіхів у вивченні будови Землі. У результаті наукових досягнень XX ст. сформувалися уявлення про будову Землі та глобальні процеси, які відбуваються в її надрах і в космосі.

Земля складена твердими, рідкими і газоподібними речовинами, що розташовуються у певній послідовності, утворюють внутрішнє ядро та оболонки планети. Основна маса Землі (більше 99%) розміщена під твердою земною поверхнею, за межами якої знаходяться зовнішні геосфери – гідросфера та атмосфера.

Земля має гравітаційне, магнітне, електричне і геотермічне поля.

Водяна оболонка Землі, що включає води морів і океанів, води суші, льодовики, називається гідросферою.

Зовнішня газова оболонка – атмосфера, густина якої швидко падає у міру віддалення від поверхні Землі. Вона не має чітко вираженої верхньої границі, не враховується при визначенні форми і розмірів планети. 19% маси атмосфери зосереджено в її нижньому шарі – тропосфері товщиною 7–12 км.

Основні параметри Землі дорівнюють: середній радіус – 6371 км, екваторіальний радіус – 6378 км, полярний радіус – 6357 км; площа поверхні – 510 млн. км2, маса – 5,976·1024 кг.

Суша складає 29,2% поверхні Землі, а інші 70,8% – водяна поверхня морів і океанів.