Terra mater : fysisk geografi for den videregående skolen 8203322239

Citation preview

Ole G. Karlsen

i ;rr £ f; Fysisk geografi for den videregående skolen

HØCjS^ Pb 500N-6H

/OlDA A )LDA

Bokmål

Aschehoug

Terra mater er godkjent av Nasjonalt læremiddelsenterfebruar 1996 til bruk i videregående skole på Studieretning for allmenne, økonomiske og administrative fag VK1 i faget Geografi 1. Godkjenningen er knyttet til fastsatt læreplan av september 1994, og gjelder så lenge læreplanen er gyldig. © H. Aschehoug & Co. (W. Nygaard) 1996 1. utgave/2. opplag 2000

Det må ikke kopieres fra denne boka i strid med åndsverkloven og fotografiloven eller i strid med avtaler om kopiering inngått med Kopinor, interesseorgan for rettighetshavere til åndsverk. Kopiering i strid med lov eller avtale kan medføre erstatningsansvar og inndragning, og kan straf­ fes med bøter eller fengsel. Forfatteren har mottatt støtte fra Det faglitterære fond. ISBN 82-03-32223-9

Omslag og grafisk formgivning: VemundTollefsen Bilderedaktør: Unni Enger Grunnskrift: Palatino og Univers Trykk: Gummerus Printing, Finland Papir: 100 g Designers matt 1,0

Tegninger: Harald B. Damsleth (hovedtegner), Derek Wood Kart: Gerd Eng Kielland (hoved ka rtteg ner), Tom Thoresen, Bjørn Selvåg

Kartgrunnlag Statens kartverk, tillatelse LDS61001 -R17691: s. 10,17,66,167,178

Bildeliste: Ahrens, C. Donald: Meteorologytoday s. 116,117 Aschehoug arkiv s. 24 (ø) Bouchard, Jean-Pierre s. 93 (n) Bølstad, Geirs. 183 Cornelsen & Schroedel s. 53 Fjellanger Widerøe s. 10,66,88,160 Garmo, Torgeir T. s. 32 (kvarts, feltspat, olivin) Husmo foto s. 24 (nh), 188 Karlsen, Ole G. s. 42 (rombeporfyr, larvikitt), 43,47,55 (gra ptolitter), 86,125,172 Knudsen/Tschanz Hofmann s. 158 Merrill Publishing Company, Columbus 1987 s. 27 Møller, Jacob s. 44 NGU, Grus- og pukkregisteret s. 85 NIJOSs. 234 Norsk Regnesentral s. 24 (nv) Norsk Romsenter s. 20 NPSs.226 NPC/C. Simpson s. 224 (n) NPS/Jan-Peter Lahall s. 55 (trilobitt) NPS/Jouan/Hoaqui s. 225 (ø) NPS/Stein R Aasheim s. 225 (n) Paleontologisk Museum s. 55 (brachiopoder), 93 (ø) Samfoto/Hans Hvide Bang s. 185 Samfoto/Helge Sunde s. 159,212 Samfoto/Jon Arne Sæter s. 225 (n) Samfoto/Mark Edwards s. 241 Samfoto/ O.D. Enersen s. 242 Samfoto/Ole B. Frøshaug s. 226,239 Samfoto/Victor Dimola s. 224 (ø) Schumann, Walter: Norsk steinhåndboks. 32 (muskovitt, pyroksen, amfibol, biotitt), 35,42 (rhyolitt) Sjøberg/Benelux Press s. 163 (nv) Sjøberg/Creastock/Bavaria s. 163 (øv) Sjøberg/DRA/Bavaria s. 26 Sjøberg/Geiersperger/Bavaria s. 163 (øh) Sjøberg/Zefa-Rainman s. 163 (mh) Statens kartverk s. 12,16 (n) Sørensen, Rolf s. 235 West Publishing Comp. Min, USA s. 116 Westfålisches Amt fur Denkmalpflege, Miinster s. 245 Aamlid, Dan s. 253

Innhold Forord-5

1

Kart-8

Kartprojeksjoner - 8 Moderne kartkonstruksjon. Digitale kart - 9 Geografiske informasjonssystemer (GIS) -13 Litt om norske kart -15 Jordobservasjon -19 Jordressurssatellitter -19 Hva registrerer satellittene? - 20 Miljøovervåking med satellitt - 22 2

Jorda blir til - 26

Jordas dannelse - 26 Jordas oppbygning - 28

0

Geologi-31

Mineraler - 31 Mineralgrupper. Krystaller - 34 Hvordan bestemme mineraler - 35 De enkelte mineralene - 37 Bergarter - 38 Det geologiske kretsløpet - 39 Eruptive bergarter - 40 Sedimentære bergarter - 42 Metamorfe bergarter—44 Hvor gamle er bergartene? - 47 Den radioaktive strålingen fra berggrunnen - 50

4 Jordhistorien - 52 Utviklingen av livet på jorda - 54 Jordas geologiske historie - 57 Norges geologiske historie - 60 Grunnfjellet - 62 De kambrosiluriske bergartene — 63 Den kaledonskefjellkjeden - 65 Oslofeltet - 67

5

Ressurser i bergartene - 72

Petroleumsgeologi - 72 Dannelsen av olje- og gassressursene på kontinental­ sokkelen -75 Andre ikke-fomybare ressurser i bergartene - 79 Malm - 81 Kull- 82 Industrimineraler - 82 Byggeråstoffer - 84 Miljøproblemer ved utnytting av ikke-fomybare ressurser - 87 6

Klimavariasjoner i kvartærperioden -89

Istidene i kvartær - 89 Hvorfor blir det istider? - 94 Temperaturvariasjoner etter siste istid - 97

7 Klimaet på jorda -104 Atmosfærens dannelse, sammensetning og oppbygning -104 Energibalansen på jorda -107 Jordas bevegelse rundt sola - årstidsvariasjonene -109 Globale sirkulasjoner i luft og hav -109 jetstrømmen -110 Monsunvinder -112 Havstrømmene -113 Skyer og nedbørdannelse -115 Skyer -115 Nedbørdannelse -119 Nedbørtyper med tilhørende skytyper -121 Den globale nedbørfordelingen -125

4 8

Økt drivhuseffekt? - 131

Hva er drivhuseffekt? - 131 Drivhusgassene og varmestrålingen fra jorda - 134 Karbonets kretsløp -139 Følger av en økt drivhuseffekt - 142 Klimamodeller -143 Hvordan skal vi forholde oss til muligheten for en økt drivhuseffekt? -146 9

Ozonlaget og livet på jorda - 150

Produksjon og nedbryting av ozon i stratosfæren -150 Menneskeskapte forandringer i ozonlaget -152 Følgene av et tynnere ozonlag -154 10

Alternative energikilder-156

Solenergi -157 Vindenergi -159 Bølgeenergi -159 Biomasse -160 11

Vannets kretsløp - 162

Markvann- 166 Grunnvann -170 Vassdragene -174 Vannføring og avrenning -174 Flom og avrenning i norske vassdrag -178 Breene -187 Pålagring og avsmelting -188 Massebalansen -190 Avrenningen fra isbreene -193

lCZ2_

12

Bruken av vannressursene - 195

Vannforsyningen i Norge -195 Vannforurensninger i Norge -198 Langtransporterte forurensninger -198 Overgjødsling -199 Miljøgifter - 201 Rensing av avløpsvann - 204 Vann som ressurs i et globalt perspektiv - 206 Tilgangen på rent vann - 207 Jordbruksvanning - 209 Vann til industri og husholdninger - 210 Bærekraftig utnytting av vannressursene - 210 Inngrep i nedbørfeltene - 211 Konflikter om vann - 213 13

Vegetasjon - 217

Biologisk mangfold - 217 Vegetasjonen i ulike klimasoner - 222 Vegetasjon og klimasoner - 222 Vegetasjonsregioner i Norge - 226 14

Jordarter og jordsmonn - 230

Jordarter-230 Jordsmonn og jordprofiler - 232 Podsol - 234 Brunjord - 235 Myrer - 236 Jordprofiler i andre klimasoner - 236 15

Økosystemer under press - 239

Regnskogen - 239 Savannen -241 Jorderosjon - 243 16

Sur nedbør-245

Hva er sur nedbør? - 246 Hvor kommer den sure nedbøren fra? - 247 Utvaskingen av jordsmonnet - 249 Skogskader - 253 Fiskedød - 256 Tiltak mot forsuring - 258 Stikkordregister - 262

Forord Denne boka er skrevet for studieretningsfaget fysisk geografi som har tre timer per uke i VK 1. Kurset bygger videre på grunnkurset som leses parallelt på 2. årstrinn. Det er lagt vekt på at de to fagene er koordinert, og at de inneholder ulike emner og problemstillinger. Naturressursene som er knyttet til jord, vann og luft, utgjør selve grunnlaget for livet på jorda. Det er derfor nødvendig å for­ valte ressursene på en bærekraftig måte til beste for både oss selv og kommende generasjoner. En bærekraftig forvaltning av naturressursene krever kunn­ skaper om naturprosessene, og om hvordan vår ressursbruk påvir­ ker naturmiljø og ressursgrunnlag. Lærebokas mål Læreboka skal gi elevene en faglig bakgrunn som gjør at de i større grad kan delta i miljødebatten og på den måten påvirke samfunns­ utviklingen. Læreboka skal gi en grundig og omfattende presentasjon av det fysiske naturgrunnlaget. Boka skal gi et solid grunnlag for alle som skal arbeide videre med miljøspørsmål og ressursforvaltning. Læreboka skal også vise at mange av ressurs- og miljø­ problemene ikke bare berører ett enkelt land, og at de derfor må finne sin løsning gjennom internasjonale avtaler. Lærebokas innhold Læreboka begynner med en presentasjon av geografiens viktigste verktøy - kart. Moderne kartproduksjon blir sett i sammenheng med informasjonsteknologi og jordobservasjon fra satellitt. Etter en kort framstilling av jordas dannelse tar boka for seg mineraler og bergarter. Utviklingen av livet på jorda og den geolo­ giske utviklingen blir beskrevet både i et nasjonalt og i et videre per­ spektiv. Et eget kapittel er viet ressursene i bergartene, hvordan vi utnytter dem, og hvilke følger det får. En økt drivhuseffekt og et tynnere ozonlag truer oss i fram­ tiden. Dette er globale miljøproblemer som vi må ta alvorlig i dag. De forandringene vi har observert de siste tiårene, må vi kunne sette inn i et større tidsperspektiv. Derfor må vi ha kjennskap til klimavariasjonene tidligere i jordhistorien. Vi må kjenne til de

6

FORORD

tilbakekoblingene i naturen som gjør det vanskelig å lage pålitelige klimamodeller. En økt drivhuseffekt kan påvirke både temperatur- og nedbørforhold på jordoverflaten, og planter, dyr og mennesker får nye livsvilkår. Selve drivhusprosessen og de prosessene som fører til økt drivhuseffekt og tynnere ozonlag, blir grundig behandlet. Det samme gjør følgene av klimaforandringer som kanskje allerede er i gang. For å oppdage klimaforandringer må vi ha kunnskaper om de globale sirkulasjonene i luft og hav, prosessene i atmosfæren og ut­ bredelsen av de ulike klimasonene. Fordi vi i dag påvirker klimaet, blant annet gjennom vårt ener­ giforbruk, er det nødvendig å se etter alternative energikilder. Alt liv på jorda er avhengig av tilgangen på vann. Læreboka gjennomgår derfor grundig vannets kretsløp og de ulike vann­ forekomstene i naturen. Boka tar også for seg vannbruken, vann­ forurensning og hvordan det er mulig å rense vannet. Vann blir vur­ dert som en ressurs både i et nasjonalt og i et globalt perspektiv. Vannressursene kan være en kime til internasjonale konflikter, og avrenningen i elvene kan gi flommer som forårsaker store skader. Klimaet setter rammene for vegetasjon, jordsmonn og med det utbredelsen av økosystemene på jordoverflaten. Boka tar spesielt for seg verdien av det biologiske mangfoldet i naturen, og hvordan det på ulike måter er truet. En trussel mot naturmiljøet i vårt eget land er den sure nedbø­ ren. Den representerer kanskje det største miljøproblemet i Norge i dag og blir grundig behandlet i læreboka. Hvordan blir lærestoffet presentert? Ressursene og ressursbruken er knyttet nært til hverandre gjennom hele boka, og det blir dermed enklere å se hvilke endringer i ressursbruken som kan gjøre naturmiljøet bedre. Så langt det er faglig mulig i den videregående skolen, er det lagt vekt på å grunngi påstander og konklusjoner. Det er også for­ søkt å beskrive noen av de metodene som brukes i utforskingen av naturen. Fysisk geografi er en syntese av mange andre fagområder, for eksempel geologi, geofysikk og biologi. Læreboka forsøker å an­ vende de ulike fagene for å studere de sammenhengene som er så viktige i økosystemene.

FORORD

Egne naturopplevelser og de mange nyhetsoppslag om geogra fiske temaer gjør det mulig å kjenne igjen problemstillinger fra lære­ boka i aviser og på TV. Det gir grobunn for spørsmål og menings­ utvekslinger. Boka er gjennomillustrert; fotografier, kart, tegninger og statis­ tikk er en del av lærebokteksten. Kart og tegninger blir brukt gjen­ nom hele boka. Illustrasjonene blir brukt i mange av oppgavene i boka, og de er sentrale i innlæringen av stoffet. Gjennom de mange kontrollspørsmålene kan du selv kontrol­ lere at du har fått med deg hovedpunktene i teksten. Foran kapitler og underkapitler reises det mange steder spørs­ mål eller aktuelle problemstillinger som blir tatt opp i teksten. I læreboka er nøkkelord satt i kursiv for at du lettere skal få oversikt over teksten.

Bruken av boka Boka gir mange muligheter for egenaktiviteter: Du kan selv strukturere stoffet ved å markere teksten. Her vil de kursiverte nøkkelordene være til hjelp. Sammen med dine egne markeringer vil de raskt gi et overblikk over teksten når du senere repeterer. Noen av oppgavene egner seg godt til individuelt arbeid, mens andre oppgaver egner seg bedre for arbeid i grupper. Enkelte av oppgavene oppgir bare noen problemstillinger i for­ hold til et kildemateriale. Da er noe av oppgaven å lage egne vink­ linger og bruke de opplysninger du selv mener er aktuelle. Aktuelle oppslag i aviser og tidsskrifter bør tas inn i undervis­ ningen og supplere læreboka med jevne mellomrom. Her er det mange muligheter. Terra Mater bygger videre på det faglige grunnlaget som er lagt i Terra Nova og andre lærebøker som brukes i det felles allmenne faget i geografi. Som alle andre lærebøker er Terra Mater laget for å bli brukt sammen med en lærer! Jeg vil takke konsulentene Øystein Haga, Kaare Ulleberg og Dyre Vaa for kommentarer og mange konstruktive forslag til for­ bedringer av læreboka. Takk også til forlagsredaksjonen i Aschehoug for godt samarbeid og stor innsats. Larvik i november 1995 Ole G. Karlsen

KAPITTEL

Kart Det digitale landskapet har for lengst nådd kartbordet. Obser­ vasjoner i landskapet blir kodet som tallrekker (siffer = digit). Da kan dataene lagres og bearbeides av datamaskiner Men hva er det som gjør datamaskinen så anvendelig i kart­ produksjonen? Hva slags «øyne» har jordressurssatellittene som kan «se» landskapsdetaljer som bare er noen få meter i utstrek­ ning? Hvordan kan satellittene skille ulike arealtyper fra hver­ andre?

Kart er geografenes viktigste hjelpemiddel og er uunnværlige på mange områder i samfunnet. Derfor er det viktig å kunne lese den informasjonen ulike typer kart gir oss, og at denne informa­ sjonen er så nøyaktig og ajourført som mulig.

Kartprojeksjoner Jordoverflaten er en tilnærmet kuleflate. Derfor er det bare glo­ busen som kan gi et sant bilde av jordas overflate. Det er umulig å brette ut en kuleflate til en plan flate. Det gjør at alle kart inne­ holder feil. Noen kart blir konstruert slik at alle avstander mellom ste­ der på kartet blir riktig gjengitt, og vi får avstandsriktige kart. På vinkelriktige kart er alle kompassretninger fra ett sted til et annet riktig gjengitt. Flateriktige kart gjengir landarealene i riktig stør­ relse. Men ingen kart kan være avstandsriktige, vinkelriktige og flateriktige samtidig. De vanligste kartprojeksjonene er planprojeksjoner, kjegleprojeksjoner og sylinderprojeksjoner (1.1). Ved hjelp av ulike projeksjonsmetoder blir jordoverflaten med gradnett avbildet på plan, kjegleflater eller sylinderflater. I en planprojeksjon tangerer, eller berører, planet jordoverfla­ ten i et punkt. Kjegleprojeksjonen bruker kjegleflater som tangerer eller skjærer jordoverflaten langs breddesirkler. En sylinderflate kan tangere jordoverflaten langs ekvator eller skjære den langs

1

135’

a

9

KART

135°

Planprojeksjon.

b Sylinderprojeksjon.

to breddesirkler. Dersom sylinderen i stedet tangerer jordoverflaten langs en meridian, kaller vi projeksjonen en transversal («tverrstilt») sylinderprojeksjon. I alle projeksjonene øker kartfeilene med avstanden fra berør­ ingspunkt, tangeringssirkel eller skjæringssirkel. Eksempler på kart som er konstruert etter ulike projeksjonsmetoder, finner du i et atlas og i kartsamlinger.

Kontrollspørsmål 1

Hvorfor kan ikke et kart bli helt feilfritt?

2 Hvilke er de vanligste kartprojeksjonene?

c

Kjegleprojeksjon.

7.7

Kartprojeksjoner.

Moderne kartkonstruksjon. Digitale kart 1 dag blir de aller fleste kart laget på grunnlag av den informasjonen vi kan hente ut fra vertikale flybilder. Kartkonstruksjonen er avhengig av et nettverk av fastpunkter (trigonometriske punkter) som er opp­ målt ute i marka. Fastpunktenes høyde over havet, innbyrdes belig­ genhet og beliggenhet på jordoverflaten er nøyaktig bestemt og an­ gitt ved et sett av koordinater. Før et område blir flyfotografert, blir punktene godt merket, slik at de blir synlige på flybildene. De enkelte flybildene overlapper hverandre slik at hvert punkt på landoverflaten er synlig på to forskjellige bilder. Hver detalj på landoverflaten blir avbildet litt forskjellig på de to bildene. Et slikt bildepar kan vi sette sammen til en stereomodell (1.2). Ved å bruke et

w

1

KART

1.2 Kartutsnitt fra kartbladet Bø 16131. Målestokk 1:50 000, ekvidistanse 20m a

z Xn" / rb* n A * FÆ/o/rzm&r^C

m

x TA . ,(b (Hr tr^v/V 11

ert

Trj \WSo7?sfe fj in 7i7" V

—~J08

b Stereomodell W 25 N fra

X

Bakås®^

Bøelvas dalføre.

T-^. fNuaår