A FÖLDRAJZ, FÖLDTUDOMÁNYOK TÁRGYA, FUNKCIÓI Anyagok elérhetőek: geo.u-szeged.hu/~rjanos Ajánlott irodalmak: Jakucs L.: Általános természeti földrajz 1. – A földrajzi burok kozmogén és endogén dinamikája Báldi T. Elemző földtan Tudomány c. folyóirat 1988. szept, 1989. szept, 1992. jun.

Az emberiség egyik legősibb tudománya - környezet ismeret (rögzítve pl. térkép, sziklarajzok) - egyszerűbb összefüggések (pl. az öntözéses gazd-hoz alapvető földr. ism.) Néhány fontosabb emlék: - Leírás kínai tartományokról (i.e. 3. évezred), babilóniai világtérkép (i.e. 6. sz.) - Anaximandrosz a Föld alakjáról (i.e. 6. sz.), Strabon (i.e. 63- i.sz. 23) Geographicája, Ptolemaios térképe (Danikan) stb.

A földrajz/földtudományok funkciói: 1. Föld- és környezetleírás Alapfunkció bővülő tartalommal. Pl. Plinius, Marco Polo, földrajzi felfedezések, stb. 2. Folyamatértékelés, oknyomozás tény, jelenség - magyarázat - összefüggések - elmélet Pl. égh. övezetesség, lemeztektonika E funkció igazi megteremtője A. Humboldt (Kozmosz 5 kötet) Differenciálódó tudomány, műszerek fejlődése

A földrajz/földtudományok funkciói: 3. Környezethasznosítás értékelése, prognózisok Gazdasági oldala pl. nyersanyag kutatás (ill. korlátozottságuk) Környezetpusztulás, nagy környezet átalakítások, nagyberuházások (khv) Tájértékelés, környezetpotenciálok Globális problémák Optimális környezethasználat. (fenntartható fejlődés) 4. Földrajzi információs rendszer (GIS - FIR) Térbeli adatrendszer sokféle céllal. Feldolgozhatóság, egyszerre több információs réteg. Pontosság (pl. térbeli GPS) Nem csak földrajz (sőt, alig az). Az egyik leggyorsabban fejlődő tud.ág.

Mi tette lehetővé a földrajz/földtudományok megújulását? Lehetőségek: A technika fejl., a vizsgálati eszközök és módszerek forradalma (új módszerek, pontosság) - anyagvizsgálatok (pl. C14, paleomágneses vizsg., nehézfém vizsg.) - távérzékelés, űrkutatás - komputer tech. és távközlés fejlődése - a pontos eredményekhez (információ, irodalom) való hozzáférhetőség Igények: - környezeti problémák (nyersanyagok, szennyezések, stb) - a társ. fejlődéséből adódó természetes igények (hatásvizsgálatok)

A természeti földrajz időbeli fejlődése Görög-római időszak Egyszerű földrajzi, történeti leírások A Föld mint égitest (méretek, zónatan  égh.övezetesség - Eratoszthenész, Poszeidoniosz) Földrajzi jelenségek felismerése (pl. ár-apály jel. és a Hold, magassági övezetesség - Theophrasztosz i.e. IV. sz., )

A természeti földrajz időbeli fejlődése Középkortól Marco Polo, nagy földr. felfed. - útleírások kevés földr. ismeret (inkább csak az érdekességek) Légnyomás és magasság közötti összefügg. - barométeres magasság mérés (Pascal 1648) Monszun és passzát szélrendszerek (Halley 1686) Tengeráramlások (Vossius 1663) Humboldt (1769-1859) természetanalízise Övezetesség felismerése, szintetizáló gondolkodás Ritter (1779-1859) természet-történelem kapcs. vizsg.

A tudományok differenciációja a XIX. sz-tól. Egyre szerteágazóbb ismeretanyag, a nagy polihisztorok ideje lejárt. Földtan: aktualizmus elve, Lyell 1833(a természet változásait a jelenleg is ható erőkkel és folyamatokkal - különleges katasztrófák nélkül is - meg lehet magyarázni.) Geomorfológia: Richthofen, Davis, Penck, a 19. sz. utolsó és a 20. első negyede Talajföldr.: Dokucsajev (19. sz. vége) Klimatológia: Köppen (20. sz. eleje) Tájkutatás, majd tájökológia: kezdetek Vidal de la Blanche

A Föld belső folyamatainak megismerése érdekében több társtudomány eredményei: Földtan/földtudományok kőzettan („mesél” az anyag és a szerkezet, azaz az anyagból folyamatra következtethetünk) rétegtan elve (Steno 1669) (a térbeli helyzet és az időbeliségre utal) tektonikai elv (formák, szerkezet alapján következtetni a ható tényezőkre) vezérkövületek aktualizmus (nemcsak a Föld, hanem a Naprendszer figyelembevételével) Geofizika (kiemelten szeizmológia, absz. kormeghatározás, mágnesesség)

A FÖLD ALAKJA, MÉRETEI

A görögök az ókori népek csillagászati adataikat felhasználva már kikapcsolták a természetfeletti misztikus magyarázatokat. Helyette: természetesség, egyszerűség, elfogulatlanság (megfigyelésekre alapozva). Thales (ion) iskola – okoskodással, mint legtökéletesebb test a gömb Pytagorasz (i.e. 6. sz.) – analógiák alkalmazása (a Hold ívszerű határa). Arisztotelész (i.e. 4. sz.) – már gyakorlati tények alapján (hajók, víz, csillagok delelése) megbecsülte a Föld kerületét: 400 ezer stadion (kb. 1,5 szörös) – nem feltétlenül gömb, de íves felület

Mért eredmények: Eratoszthenész (i. e. 275-194) klasszikus mérése 250 ezer stadion Mennyi 1 stadion? 157-211 m.  39250-52750 km.

Jelentős mérési adatok még: Hipparkhosz 278 e.s., Marcianus Heracleota 259200 s, Posszeidonisz (i.e. 2-1.sz.) 240 e.s., majd 180 e.s.  ezt vette át Ptolemaiosz világtérképére, és másfél ezer évig ez volt a meghatározó adat! (Figyelemre méltó, hogy Arisztarkhosz (i.e. 3. sz.) trigonometriai ismeretek felhasználásával meghatározta a Föld-Hold, majd Föld-Nap távolságot is.)

FÖLD NEHÉZSÉGI ERŐTERE A Föld alakjának meghatározása terén lényeges előrelépés a Newton-féle tömegvonzás alkalmazása: egy tömeg térbeli eloszlása meghatározza a nehézségi erő irányát és nagyságát. Newton és Huyghens rájött, hogy ez visszafelé is igaz azaz az erőtérből lehet következtetni a tömegeloszlásra ( a Föld alakra)

A nehézségi erőtér jelentősége: sok és közvetlen befolyás életünkre (pl. megszabja életünket, korlátozza cselekedeteinket, építményeink méretét, stb.) érzékelésére külön érzékszervünk van (ezért szemléletünkben vektor jellege eltűnik - sík képzelete), mint kölcsönhatás kicsi (a proton elektron között a töltésből eredő hatás 2x1039-szer nagyobb, mint a gravitációs), de csillagászati méretek esetén meghatározó lehet - gömbszimmetria hatása a felszíni domborzatra (max. magasságok és mélységek, a gránitos kéreg is kitér a nagy gravitációs nyomás elől, folyadékként viselkedik).

Részletes g mérések. Egyenlítőn: 978,05 gal, sarkokon: 983,23 gal Richer ingás kísérlete (1672) kételyek a Föld gömb alakjáról, ui. az 5,2 gal g különbségből csak 3,4 magyarázható a centrifugális erővel. Lapultság: Newton (1687) 1:230, Huyghens (1690) 1: 578 //A helyes 1:298//

A nehézségi erőtér két komponense: 1. tömegvonzás 2. a Föld forgásából adódó centrifugális erő (m2Rcos) /függ a földrajzi. szélességtől/

A Föld alak a (tömegvonzás és centrifugális erő által meghatározott) nehézségi erőtér nívófelülete. /Képzelt nyugalomban levő tengerszint./ Ez a felület a geoid - Listing 1873. Gyakorlati következményekre példák: „arany vásárlás”, űrhajók indítása Eötvös-jelenség (K-Ny irányú mozgásoknál is változik a nehézségi erőtér – K felé haladva csökken, Ny felé nő) A geoid alak eltérése a forgási ellipszoidtól (ami matematikai képlettel jól leírható) a geoid unduláció.

A Föld adatai: Egyenlítői sugár: 6378 km, sarki sugár: 6356,8 km Felszín: 510 millió km2 Sok gravitációs és alak mérés: Eszközei: graviméter, Eötvös inga, műholdak (pontosságuk 0,01 mgal alatt) Távolságmérések: GPS, lézeres, terepi Eredmények: geoid - ebben 4 db + és 5 db - irányú eltérés, a pólusok távolsága az Egyenlítőtől nem azonos ( egyenlítői lapultság 200 m alatt, stb.)

(10 méteres izovonalakkal) A geoidfelület eltérése az ideális ellipszoidtól (10 méteres izovonalakkal) A nehézségi erőtér változásának mértékegysége: 1 eötvös (1 cm-en távolságon 1 milliárdod résszel vált )

A számított és mért adatok összevetésével: gravitációs anomáliák. Állandó és változó g. anomáliák. Az „állandók” okai: rétegsor, geológiai szerkezetek, tszf magasság, geoid unduláció, közeli tereptárgyak. rétegsor

Geológiai szerkezet

Geológiai szerkezet

Gravitációs anomália térképek Faye-féle grav. anomália térk. - az összes anomáliát okozó tényező hatása Bouguer-féle grav. an. térk. (a nagy ható tényezők levonásával a maradék eltérések - a felső néhány km anomáliái) Eredmények: izosztatikus Föld-modell a pontos adatok alapján állandó és változó anomáliák hadászati jelentőség