Kasvillisuusalueet

Trooppiset metsät ja savannit
Trooppiset sademetsät ovat ainavihreitä ja niiden kasvillisuuden tuotanto on hyvin suuri. Latosoli on sademetsien ja savannien maannos. Siinä on ohut multakerros ja sen alla on punainen, karu kivennäismaakerros. Syy siihen, että sademetsäalueet ovat harvaan asuttuja on ilmaston epäterveellisyys, vaikeat liikenneolot ja maaperän nopea köyhtyminen. Savanneja ja kuivametsiä on trooppisilla alueilla, joilla on muutaman kuukauden pituinen kuivakausi. Etu-ja Taka-Intiassa kasvavia komeita monsuunimetsiä on enää vähän jäljellä.


Trooppiselle sademetsälle ovat tyypillisiä päällyskasvit, liaanit ja puiden ilmajuuret


savanni

Aavikoilta subtrooppisiin metsiin ja aroille
Aavikoita on hepoasteiden korkeapaineen alueilla, mantereiden sisäosissa, jotka ovat vallitseviin tuuliin nähden vuoristojen takana sekä rannikoilla. Nahkealehtistä kasvillisuutta on subtrooppisen talvisateiden ilmaston alueella. Suntrooppisia sademetsiä on mantereiden itäreunoilla. Aroja on lauhkean vyöhykkeen ja subtropiikin mantereisilla kuivilla alueilla.


Aavikko


Nahkealehtinen kasvillisuus


Subtrooppinen sademetsä


Aro

Lauhkean vyöhykkeen metsistä tundralle ja vuoristoihin
Ainavihantaa nahkealehtistä kasvillisuutta esiintyy subtropiikissa talvisateiden ilmaston alueella. Lauhkean vyöhykkeen leutotalvisilla alueilla kasvaa kesävihantia lehtimetsiä. Havumetsä- eli taigavyöhykkeellä on oikea kesä ja luminen talvi. Kylmän vyöhykkeen kasvillisuus on ikiroudan päällä kasvavaa tundraa.


Kesävihantaa lehtimetsää


Havumetsä


Tundra

Geologinen kierto ja luonnonmaisemien analysointi
Geologinen kierto tarkoittaa kiviaineksen pitkäaikaista kiertoa endogeenisissä ja eksogeenisissä tapahtumissa. Tietty kiviaines on kierron aikana välillä irtainta maata, välillä sulaa magmaa ja välillä kiveä. Maisemakuvien ja karttojen analysoinnissa pitää huomata endogeenisten ja eksogeenisten tapahtumien vaikutukset maisemaan, ja osata päätellä esimerkiksi kasvillisuudesta lämpövyöhyke ja ilmasto.

Eksogeeniset tapahtumat

Rapautumisen ja massaliikuntojen aiheuttama eroosio
Ulkosyntyisiä eli eksogeenisiä tapahtumia ovat rapautuminen, massaliikunnot, virtaavan veden, aallokon, liikkuvan jään ja tuulen työ. Niiden energia on peräisin Auringosta tai Maan vetovoimasta. Eroosio on kallioperän ja maaperän kulumista, jossa ainetta irtoaa ja kulkeutuu pois. Rapautumisessa kallioiden pintakerrokset ja kivet hajoavat. Mekaanista rapautumista aiheuttaa jää, suolakiteet, lämpövaihtelut ja kasvien juuret. Kemiallisessa rapautumisessa kivien rakenteen rikkoutumisen aiheuttaa vesi ja siihen liuenneet hapot, jotka liuottavat kivien mineraaleja.


Tippukiviluolan katon halkeamista tippuu kalkkipitoista vettä

Tuulen ja veden vaikutus pinnanmuotoihin
Tuuli kuluttaa hiekan avulla kalliota, kuljettaa hienoa maata pitkiä matkoja ja kasaa sitä dyyneiksi ja pölymaaksi. Eniten eroosiota aiheuttaa virtaava vesi. Pohjaeroosio kuluttaa vuoristojoelle V-laakson, alankojoki mutkistuu sivueroosion vaikutuksesta. Vuoristoissa laaksojäätiköt uurtavat kivien ja soran avulla U-laaksoja.


Dyynien liikkumista on vaikea estää


V-laakso


U-laakso

Endogeeniset tapahtumat

Maan sisärakennetta tutkitaan mm. syväkairauksin ja maanjäristysaaltojen avulla. Tietoja saadaan myös syvältä purkautuneesta kivisulasta syntyneistä kivilajeista ja meteoriiteista. Maan sisärakenne jaetaan kemiallisen koostumuksensa perusteella kolmeen kehään: kuoreen, vaippaan ja ytimeen.
     Kuori ja vaipan ylin osa muodostavat yhdessä samanlaisten lujuusominaisuuksiensa perusteella jäykän kivikehän eli litosfäärin. Litosfäärin alla oleva vaipan osa on astenosfääri. Sen kiviaines on joustavaa, ja siinä tapahtuu lämpöenergian vaikutuksesta hitaita pyörteisiö konvektiovirtauksia. Maan ydin on pääasiassa rautaa ja sisältää myös nikkeliä. Ulkoydin on sulaa ja sisäydin kiinteää.
     Isostasialla tarkoitetaan kuoren ja vaipan välillä vallitsevaa tasapainotilaa, jossa mm. vuoret "kelluvat" painavammassa vaipassa.



Laattatektoniikka
Litosfäärilaattojen liikkumisesta ovat todisteina mm. mannerten muodot, fossiilit, jääkauden merkit ja merenpohjan nuoruus sekä satelliittien avulla tehdyt tarkat mittaukset. Suuria litosfäärilaattoja tunnetaan seitsemän. Myös niiden lisäksi on pienempiä laattoja.
     Laattojen loittonemiskohdat ovat yleensä valtamerten keskiselänteissä ja törmäyskohdat mantereiden reunoilla. Loittonemiskohdissa purkautuvasta laavasta syntyy uutta mereistä laattaa, ja törmäyskohdissa merenpohjan laatta työntyy mantereisen laatan alle.
     Litosfäärilaattojen liikkuminen johtuu lämpötilaerojen aiheuttamista konvektiovirtauksista astenosfäärissä ja painovoiman aiheuttamasta mereisen laatan reunan vajoamisvedosta alityöntövyöhykkeillä.



Vuoristojen ja kivilajien synty
Poimuvuoristot syntyvät litosfäärilaattojen törmäyskohtiin. Suurin osa poimuttuvasta aineksesta on alun perin mereen kerrostuneita sedimenttejä, joista kovettuu sedimenttikivilajeja. Jähmettyneet eli magmakivilsjit syntyvät sulan magman jähmettyessä. Syvällä magmasta jähmettyy hitaasti suurikiteisiä syväkivilajeja. Maanpinnalla laavasta jähmettyy nopeasti korkeintaan pienikiteisiä laavakivilajeja.
     Muuttuneet eli metamorfiset kivilajit syntyvät poimutuksessa magmakivilajeista ja sedimenttikivilajeista niiden rakenteen muuttuessa. Mantereisten laatanreunojen törmätessä toisiinsa syntyy mahtavia vuoristoja. Kallioperän pystysuorien lohkoliikuntojen tuloksena voi syntyä lohkovuoristo.


Vuorenpoimuja kalliossa

Vulkaaninen eli tuliperäinen toiminta
Vulkaanisiin ilmiöihin luetaan tulivuoren purkaukset, kuumat lähteet ja kallioperän kaasupurkaukset. Tulivuoren kraatterista purkautuu pinnalle syvällä olevasta magmapesäkkeestä laavaa, vulkaanista tuhkaa ja kaasuja. Suurin osa tunnetuista toimivista tulivuorista sijaitsee litosfäärilaattojen alityöntöalueilla, mutta suurin osa purkautuvasta laavasta tulee silti merten keskiselänteillä.
     Alityöntövyöhykkeillä purkaukset ovat usein äkillisiä ja siksi vaarallisia. Purkausten rajuus johtuu magman jäähtyessä vapautuvien kaasujen aiheuttamasta paineesta.





Maanjäristykset
Maanjäristyksiä on eniten litosfäärilaattojen törmäys- ja loittonemiskohdissa. Ne johtuvat litosfäärilaattojen lukkiutumisesta toisiinsa ja tämän jännityksen laukeamisesta. Maanjäristyskeskuksesta lähtee pitkittäisiä P-aaltoja ja poikittaisia S-aaltoja. Lisäksi keskuksen yläpuolella olevasta episentrumista lähtee tuhoa aiheuttavia pinta-aaltoja. Maanjäristykset näkyvär maisemassa siirroksina, joissa kalliolohkot ovat liikkuneet toisiinsa nähden.




Maanjäristyksen tuhoja

Ilmastot

Ilmastolla tarkoitetaan tietyn alueen keskimääräisiä olosuhteita,  jotka on saatu laskemalla säätiedoista muun muassa lämpötilojen ja sademäärien pitkäaikaisia keskiarvoja.
 

Ilmastodiagrammi

Tropiikin ilmastot
Samalla lämpövyöhykkeellä voi olla varsin erilaisia ilmastoja. Kuumaa vyöhykettä on noin 15 astetta päiväntasaajan molemmin puolin. Päiväntasaajan tuntumassa on trooppinen sademetsäilmasto. Säälle ominaista kosteus ja pilvisyys, jotka aiheuttavat iltapäivisin konvektiosadekuuroja. Kuivuus lisääntyy kääntöpiirejä kohti. Savanni-ilmastossa on jo selvä kuivakausi ja sadekausia on enää yksi. Sade-ja kuivakausien vaihtelut johtuvat päiväntasaajan matalan siirtymisestä Auringon zeniittiaseman mukana vuoroin etelään ja vuoroin pohjoiseen. Hepoasteita lähestyttäessä zeniittisateita tulee enää vähän tai vain satunnaisesti ja siellä onkin aavikkoilmasto.

Subtropiikin ilmastot
Subtropiikki sijaitsee tropiikin ja lauhkean vyöhykkeen välissä. Lämpimällä vyöhykkeellä, mantereiden länsirannikoilla sijaitsee talvisateiden eli välimerenilmasto. Sateet johtuvat alueiden joutumisesta talvella polaaririntaman syklonien vaikutuspiiriin. Mantereiden itärannikoilla sitä vastoin sataa ympäri vuoden, mutta eniten kesällä. Tällaisia kesäsadeilmasoja esiintyy muun muassa  Itä-Aasiassa ja Australian itärannikolla. Mantereiden sisäosissa ja hepoasteiden korkeapainealueilla esiintyy kuivat aro-ja aavikkoilmaston alueet.


Lauhkean vyöhykkeen ilmastot
Lauhkea vyöhyke on laajimmillaan pohjoisella pallonpuoliskolla. Meri-ilmastolle on tyypillistä lämpötilan vähäinen sekä vuorokautinen että vuodenaikainen vaihtelu, ilman suuri kosteuspitoisuus sekä runsas pilvisyys. Talvet ovat lauhkeita ja sateisia, kesät viileitä ja kosteita. Mannerilmastossa tilanne on päinvastainen, koska manneralueilla ilman lämpeneminen ja jäähtyminen on nopeampaa kuin merellä ja rannikoilla. Kesät ovat lämpimiä ja talvet kylmiä.
     Meri-ja mannerilmsdton vaihettumisvyöykkeeseen jää väli-ilmasto. Havumetsäilmasto on alueilla, joilla kylmimmän kuukauden lämpötila on alle -3 astetta. Etelämpänä on lehtimetsäilmasto, jossa sataa melko runsaasti kaikkina vuodenaikoina ja talvet ovat leutoja. Aron ilmastoa on lauhkean vyöhykkeen mantereissa, kuivissa osissa aavikkoalueiden ympärillä.


Kylmän vyöhykkeen ilmastot
Kylmässä vyöhykkeessä lämpötilat ovat alhaisia koko vuoden, koska Auringonsäteet tulevat sinne vinosti. Kylmällä vyöhykkeellä on pysyvä korkeapaineen alue, jossa ilmavirtaukset ovat laskevia. Siksi sademäärä on hyvin pieni. Tällaisia tundrailmaston alueita on mm. Venäjän ja Kanadan pohjoisosat. Jäätikköilmastoa on valtaosassa Etelämannerta ja Grönlantia.


Ilmastot muuttuvat
Maapallolla ovat vaihdelleet miljoonien vuosien mittaiset jääkausiajat ja jäättömät ajat, jolloin mannerjäätiköitä ei ole ollut. Jäättömiä aikoja on ollut silloin, kun ilmassa on ollut paljon hiilidioksidia, mantereet ovat olleet kaukana navoilta ja merivirrat päässeet kuljettamaan napa-alueille lämmintä vettä.
     Nyt on jääkausiaika, jossa vuorottelevat jääkaudet ja lämpökaudet. Jääkausiaikojen sisällä jääkausien ja lämpökausien vaihtelu johtuu pääasiassa Maan radan muodon sekä akselin suunnan ja kaltevuuden muutoksista. Ihminen on lisännyt kasvihuonekaasujen määrää, mistä on seurannut nykyinen maailmanlaajuinen ilmastonmuutos.

Sää

Tulevaa säätä on ennustettu muinaisista ajoista lähtien muun muassa tarkkailemalla pilviä ja tuulta sek tähtitaivasta. Tieteellisesti tehdyt säähavainnot koostuvat esimerkiksi tuuli-, lämpö- ja sademittareiden lukemista.
     Säähavaintoasemilla, jotka yleensä ovat automatisoituja, mitataan myös vuorokauden ylin ja alin lämpötila. Tuulimittarilla mitataan tuulen suunta ja nopeus. Lisäksi tallennetaan ilmanpaine, näkyvyys, pilvisyys, sademäärä ja ukkonen.
     Sään ennustamista varten tarvitaan tietoja myös maanpinnan yläpuolelta. Niitä kerätään muun muassa radioluotauksilla, säätutkilla ja sääsatelliiteilla.
     Radioluotauksissa lähetetään yläilmoihin kaasupallon avulla sääluotain, jossa on mittareita sekä radiolähetin.
     Säätutkasta lähetetään eri suuntiin mikroaaltoja, jotka heijastuvat sadepisaroista ja lumihiutaleista takaisin. Tutkakuvien avula seurataan sadepilvien liikkeitä.
     Sääsatelliitit mittaavat näkyvän valon ja infrapunasäteilyn määrää. Mittaustuloksista saadaan kuvia, joista voidaan nähdä esim. sadealueet, pilvisyys ja lämpötila.


Radioluotain


Säätutka


Sääsatelliitti

Sateet

Sateen synty edellyttää ilman kohoamista, jolloin ilma jäähtyy. Kylmä ilma pystyy sitomaan vähemmän kosteutta kuin lämmin, joten pienempikin vesihöyryn määrä tiivistyy pisaroiksi. Sateen syntymiseen tarvitaan sadan prosentin suhteellinen kosteus ja tiivistymishiukkasia, joihin vesimolekyylit voivat takertua.
     Voimakkaan matalapaineen alueella kostean ilman kohoaminen aiheuttaa konvektiosateita, muun muassa tropiikin zeniittisateet. Orografiset sateet syntyvät, kun kostea tuuli joutuu kohoamaan riittävästi rannikon tai vuoriston vuoksi.
     Rintamasateita esiintyy polaaririntamassa syklonien yhteydessä. Lämpimässä rintamassa sateet ovat pitkäaikaisia ja vaimeita. Kylmässä rintamassa ne ovat kuuroluonteisia.
     Kuivia seutuja ovat korkeapaineen alueet, mantereiden sisäosat, tuulien suojanpuoleiset rinteet sekä rannikot, joiden edustalla on kylmä merivirta.


Päiväntasaajalla esiintyvät iltapäiväsateet ovat tyypillisiä konvektiosateita



Orografinen sade



Konvektiosade


Rintamasateet

Meret ja mannerten vedet

Veden kierto

Auringon lämpö saa veden haihtumaan meristä, mantereilta, mannerten vesistä, kasvillisuudesta, lumesta ja jäätiköistä ilmakehään. Veden haihtumisnopeuteen vaikuttaa ilman lämpötila ja suhteellinen kosteus.
     Osa mantereille sataneesta vedestä jää pintavesiksi. Osa tästä haihtuu heti, osa imeytyy maahan ja osa virtaa melko nopeasti pintavaluntana puroja ja jokia pitkin meriin. Maahan imeytyvästä vedestä osa sitoutuu maahiukkasten pintaan maaperän vedeksi. Osa vedestä suodattuu alaspäin painovoiman vaikutuksesta vajovetenä ja muodostaa pohjavettä. Pohjavesi valuu ennen pitkää hiljalleen jokiin, järviin ja meriin. Näin vedenkierto eli hydrologinen kierto lopulta sulkeutuu.
     Meristä haihtuu vettä enemmän kuin niihin sataa. Mantereilla taas sataa enemmän kuin siellä haihtuu, koska meristä haihtunutta vettä kulkeutuu tuulten mukana mantereille. Vedenkierrolla on tärkeä merkitys maapallolla, koska se tuo sateita.



Meret

Meret peittävät maapallon pinnasta noin 70%. Valtameriä ovat Tyynimeri, Atlantti ja Intian valtameri. Sivumeriin kuuluu muun muassa Atlantin Jäämeri, Välimeri ja Itämeri, Tyynessä meressä Aasian rannikolla Japaninmeri ja Etelä-Kiinan meri.
     Mantereita ympäröi yleensä matalanmeren vyöhyke eli mannerjalusta. Se päättyy mannerrinteeseen noin 200 metrin syvyydellä. Mannerrinteessä merenpohja viettää jyrkästi alas päätyen melko tasaiseksi syvänmeren pohjaksi.
     Litosfäärilaattojen törmäyskohdissa on syvänmeren hautoja. Syvänmeren huomattavimmat kohoumat, valtamerien keskiselänteet ovat litosfäärilaattojen loittonemiskohdissa.



Sisävedet

Joet. Maapallon mantereita halkovat lukuisat joet. Alue, jolta jokeen kerääntyy sadevesiä, on joen valuma-alue. Valuma-alueita erottavat toisistaan vedenjakajat. Joen kuljettaman veden määrään vaikuttavat valuma-alueen pinta-ala, sademäärä, haihtuminen ja pinnanmuodot. Monsuuniaikana esimerkiksi Intiassa Ganges ja Kiinassa Jangtse ja Keltainenjoki aiheuttavat tuhoisia tulvia.



Maailman pisin joki, Niili (6650 km)

Järvet. Jotta järviä syntyisi, tarvitaan paljon sateita ja sopivia altaita. Paljon järviä on esimerkiksi entisillä mannerjäätikköalueilla kuten Suomessa, sillä mannerjää tyhjensi vanhat ruhjelaaksot irtaimesta maasta ja sulamisvedet kasasivat vesiesteitä.  Suolaisista järvistä poistuu vettä vain haihtumalla, jolloin suolat jäävät jäljelle ja veden suolapitoisuus lisääntyy.


Maailman suurin järvi, Kaspianmeri (374 000 neliökilometriä)

Pohjavesi on syntynyt aikojen kuluessa maakerrosten läpi suodattuneesta vajovedestä. Pohjaveden yläpinta on siinä, missä maaperän huokoset ovat kokonaan täyttyneet vedellä. Sen pinta ei ole vaakasuorassa, vaan se seurailee jossain määrin maanpinnan muotoja.