Орталық Қазақстан атырабы гипсометриялыктұрғыдан Солтүстік Қазақстан, Торғай, Бетпақдала және Балқашмаңы жазықтарынан бөлектеніп, ерекше өлкеге жатады. Жалпы ауданы 1 млн. км2-ге жуық атыраптың мұндай бөлектенуі оның геологиялык дамуының тарихымен және геологиялык кұрылымымен байланысты. Кристалды жыныстар беттерінің өз түзілу элементтерін барлық тұстарда анық көрсете, ашыла жатуының салдарынан орыс тілді әдебиетте Қазақтың катпарлы атырабы, Орталық Қазақстандық қалқан, Орталық Қазақстан платформасы, Қазақ үстірті деген терминдер пайда болды.Сонымен қатар, Орталық Қазақстанның өзіне тән жер бедері «Қазақтың ұсақшоқылығы» (Казахский мелкосопочник) деген қалыптасып кеткен атауын туғызды. Қазіргі күнде дәл осы ұсақшоқылық атауы ғылымда түрлі қарама-қайшылықтар туғызуда. Орталық Қазақстанды көптеген төбелерден басқа кең байтақ ауданды жазықтар мен тым бөлектеніп кеткен аралды аласа таулар алып жатыр. «Ұсақшоқылық-мелкосопочник» сөзінің семантикасына көңіл аударатын болсақ, оның атырап бедерінің жалпы кейіпіне сәйкес келмейтінін көру қиын емес. Ұшар басы күмбезді болып келетін «шокы»-төбе («сопка» осылай аударылып жүр) Орталык Қазақстанда жеке құбылыс, ал әр түрлі пішіндегі кыраттардың арасында, тіпті, едәуір сирек кұбылыс болып табылады. «Ұсақ»- кішкентай, майда, — сөзін жазық емес бедерлердің барлық жиынтығы үшін қабылдауға болмайды, өйткені мұндағы (ұсақ щоқы, мелкая сопка сөзінің аясындағы) пішіндердің басым көпшілігінің биіктігі ондаған метр, ал көлденеңі жүздеген метр ғана болады. Ал Орталық Қазақстан қыраттары іс жүзінде бұдан анағұрлым үлкен бедерлерге жатады «Мелкосопочник» сөзін басқа тілдерге аударғанда тіпті де ұқсас келмейтін ұғымдар пайда болады; қазақша — ұсақ, майда сөзі ағылшынша — hummock (кішкентай төбе); немісше — klein (ұсақ-түйек) ұғымдарына айналып кетеді және т.т..

1902 ж. «Ұсакшоқылық» терминін ұсынған Н.И.Тихонович [1902] жергілікті халыкқа сүйенді. Жергілікті халық болғанда, кезінде Орал, Алтай, Тарбағатай, Алатау сияқты үлкен тауларды көрген, кейіннен Орталық Қазақстанға қоныс аударған орыстар жергілікті қоршаған бедерді үлкен таулармен салыстыра отырып осылайша атаған болуы керек. Әйтпесе бұл Төбелерді ұсақ деп айтуға болмайды. Қалай болмасын, термин 20 ғ.-дың бірінші жартысында-ақ қолданысқа енді, «ұсақшоқылық» геологтар мен георафтардың еңбектерінде Орталық Қазақстанға тән түпкі жыныстардағы «жүйесіз төбелі болып, бір түрде» тараған бедердің көрінісі болып қалды. Одан кейінгі кезде, бұл бедердің әр түрлі аспектілері тереңірек зерттелді, бірақ «ұсақшоқылық» термині өзгеріссіз қала берді. Жергілікті қазақ халқына жер бедері ешқашанда зеріктіретін бір түрлі» болған жоқ еді. Далалықтар өздерінің атақоныс ортасын бейнелі және анық қабылдады, ал рельефтің пішіндері мен элементтеріне олар қаларлықтай және толық атаулар берді.
Геолог және геоморфолог Г.Ц.Медоев (1901-1992) 1927 жылы Орталық Қазақстанда жұмысын бастады. Ол сол кезде-ақ «Казгеолтрестің» түсіру секторын басқара отырып, «шоқы», «жал», «қойтас», «керегетас» және басқа қазақ терминдерін жаттап алды. Сонымен қатар, оларды алғаш рет орыс тілді әдебиетте пайдалана отырып, рельефтің пішіндерінің морфологиялық жіктемесін жүргізуді бастады [Медоев,1944]. Ол қыраттар типінің жыныстардың литологиялық қүрамына және олардың созылып жатуына тәуелді екенін көрсетті. Қазақ атауларының бір бөлігі сондай дәл болды да, тез арада табиғат зерттеушілердің сөздік құрамына еніп кетті. Мысалы, «қойтас»-өз еркімен жайылып жүрген қойларды елестететін бедер — ол граниттік алқаптарға тән келеді. «Жал» — аттың жалы, — бүзылуға берік жыныстардың ұзына бойы көрініп жатуына сәйкес келеді. «Керегетас» және «қотыртас» тиісінше эффузивтердің, конгломераттардың және гранитоидтардың үгілу пішіндері және т.б. болып табылады.

Орталық Қазақстанның ұланғайыр аумағы мен онда тұратын халықты зор құрметпен қабылдаған Г.Ц.Медоев қазақ топонимдерінің аса көп картотекасын жинады, күнделікті тұрмыста қолданылатын қазақ атауларын ықыласымен жанжақты зерделеді, оларды ғылыми айналымға ендіруге ұмтылды. Бұл жөнінде ол өзінің аға серіктесі Қ.И.Сәтбаевтан тұрақты қолдау көріп отырды. Мұның көрнекті мысалы қазақтың эпосында, халық әдебиетінде және музыкасында кеңінен белгілі «Сарыарқа» атауы болып табылады.
Г.Ц.Медоевтың талдаулық-негіздемелік пікірі бойынша, бұл атау «Орталық Қазақстан, Қазақтың қатпарлы атырабы, Қазақтың ұсақшоқылығы, Қазақтың таулы қыраты сияқты басқа топонимдерге қарағанда, аумақтың географиялық және геоморфологиялық мәнін әлде қайда дәлірек береді» [Медоев, 1948]. Одан бері көп уақыт өтті, бірақ қазіргі кезде Қазақстан туралы табиғи білімдерде «Сарыарқа» ұғымы заңдастырылып қойылды.
Сарыарқа 54°-46° с.е. және 66°-80° ш.б. араларында орналасқан, жоғарыдан қарағанда шығысқа қарай жіңішкере, дұрыс емес трапеция пішіндес болып келеді. Ұзындығы батыстан шығысқа қарай Торғай қолатынан Шыңғыстаудың оңтүстік-шығыс шетіне дейін 1150 км шамасында. Ені батысында Көкшетау қыратынан Ұлытаудың оңтүстік шетіне дейін 800 км, ал шығысында 350 км-ге жуық.

Сарыарканың батыс бөлігі біршама аласа және тегіс болып келеді.

Мұнда жер бетінің басым көпшілігінің биіктік абсолют белгілері 300-400 маралығында. 500 м — ден биік белгілері Көкшетау қыратының аласа таулы төбелерінде (Көкше-947 м, Жалғызтау-730 м, Жыланды-665 м, Имантау-661 м, Сандықтау-626 м, Зеренді-587 м), Ұлытаулық аласа таулардың айтарлықтай кең жүйесінде (Ұлытау-1133 м, Едіге-1064 м, Кішітау-793 м, Арғанаты-757 м), сондай-ақ түгелдей дерлік Сарысу-Теңіз жазықты суайрығының жеке қыраттарында шоғырланған.

Сарыарканың шығыс жартысы анағұрлым биіктеу келеді және орташа абсолют белгілері басым көпшілігінде 500-1000 м-ді құрайды. Оның бас суайрығының аумағында едәуір анық көрінетін, кейде сүйір болып келетін шындары бар (Ақсораң-1566 м. Жиренсақал-1403 м. Қособа-1305 м. Шаңкөз-1360 м және басқалар), аласа таулы алқаптар тобы — Карқаралы, Қызыларай, Шыңғыстау және басқалар орналасқан.

Сарыарқаның әр бөлігінде жер қыртысының ұзақ және әр келкі дамуы мұнда күрделі геологиялық құрылымның қалыптасуына әкеп соқты. Ғылымда палеозой көтерілімінің шегінде екі бас геоқұрылымдық атырапты, яғни, батыс- каледондық және шығыс -герциндік қатпарлықтарды бөлу қабылданды [Богданов, 1959].

Батыс қатпарлыққа Көкшетау шойтасы, Теніз ойысы, Ұлытау антиклинорийі, Сарысу-Теңіз көтерілімі. Жезқазған мульдасы жатады. Мұнда екі құрылымдық қабат бөлінеді. Төменгі қабаты ежелгі антиклиналдардың ядросында граниттердің, гнейстердің және шынытастықтардың интрузиясы бар алғашқы палеозойдың қарқынды сығымдалған және метаморфозданған шөгінділерінен және жанартаулық формациялардан түзілген. Жоғарғы қабатында ортаңғы және жоғарғы палеозойдың ірі кесекті және карбонатты қат-қабаттары басым келеді. Олар аздау сығымдалған, метаморфизм дәрежесі нашар байқалады. Оларға айырылымдық-шойтастық тектоника тән.

Шығыс атырабында палеозой шөгінділерінің қимасы түгелдей басқаша. Мұнда құрылымдық қабаттарға бөліну жоқ және бүкіл қима гранитондтардың көптеген интрузияларымен үзілген түгелдей геосинклиналдық шөгінділерден тұрады. Палеозойдың эффузивтік-шөгінді жыныстарының қатқабаттары солтүстік-батыс бағыттағы ұзына бойғы қатпарлардан тұрады. Герцин қатпарлығының ең ірі құрылымы ішінен қиылысқан жерлерінде күрделі тектоникалық түйіндер түзетін Шыңғыс, Балқаш және Тектұрмас антиклинорийлары мен Солтүстік Балқаш синклинорийін бөліп айтуға болады.
Сарыарқаның мезазойлық шөгінділері палеозой түғырының үстін жауып жатқан тектоникалық мульдалар мен грабендерде шоғырланған. Олар континенттік борпылдақ сынық, көбіне өнеркәсіптік көмірлі (Қарағанды, Майкөбе бассейіндері және басқалар) шөгінділерден түрады, жазықты кеңістіктерде мезозойдың үгілу қыртысының сазды түзілімдері кеңінен таралған.

Кайнезойлық палеоген-неогендік құмды-сазды шөгінділер ірі ойыстарда (Теңіз) және Сарыарқаның ежелгі су торының алқаптарында таралған. Барлық жерде дерлік дамыған ширектік шөгінділері әдетте жұқа болып келеді де қазіргі өзендер алқаптарының құмды-саздақты аллювийінен, ірі кесекті беткейлік түзілімдерден және әр түрлі жекеленген эллювийден тұрады.

Сарыарқа Еуразияның орталығында орналасқан. Оған айтарлықтай дәрежеде радияциялық факторларға тәуелді шұғыл континенттік, ылғалдығы жеткіліксіз климат, сондай-ақ оңтүстікке қарай тез өсіп отыратын қуаңшылық тән.

Солтүстік бөлігі ішінде орманды дала және ормандар аралдары бар қуаңдала аймағына, оңтүстік бөлігі қоңыржай белдеудің шөлейтіне сәйкес келеді. Солтүстік Балқашмаңының ендігінен шөл зонасының шекарасы өтеді.

Сарыарқаның солтүстігінде қаңтардың орташа ауа температурасы -22°, оңтүстігінде-150, шілдеде тиісінше 20° және 25°. Қысқы минимум температура -50° дейін болады, ал жазғы максимум температура 40°-тан асады. Ауа температурасының орташа жылдық амплитудасы 35°-тан артады.(салыстыру үшін — Украинада 25°).

Жауын-шашынның жылдық орташа мөлшері солтүстігінде 300-350 мм, оңтүстігінде 150-200 мм. Аласатаулы алқаптар ылғалды желдердің бір бөлігін ұстап қалады және сондақтан Көкшетау мен Қарқаралы алқаптарында жауын-шашынның орташа жылдық мөлшері көпжылдық есеп бойынша 400 мм-ден артады. Жауын-шашынның басым бөлігі солтүстігі мен орталық бөлігінде жылы кезеңге, ал оңтүстігінде қыс мерзіміне келеді. Солтүстігінде тұрақты қар жамылғысы қарашаның орта кезінде, ал оңтүстігінде әдеттегідей желтоқсанда түседі. Булану барлық жерде жауын-шашынның мөлшерінен асып тұрады.

Солтүстігінде оңтүстік-батыс бағыттағы желдер, оңтүстігінде солтүстік-шығыс бағыттағы желдер басым болады. Желдің орташа жылдық жылдамдығы 4 -6 м/сек. Қатты желдер болатын күндер (15 м/сек-тан астам) Көкшетауда 60-тан, ал Балқашта 20-дан аздау болады.

Сарыарқаның гидрографиялық торы басым көпшілігінде маусымдық сипатта болады, негізінен қар суымен қоректенеді. Солтүстігінің өзендеріне қарағанда оңтүстік көлбеуінің өзендерінің сумен қамтамасыздығы аздау болады, ал солтүстік Балқаш маңы жалпы алғанда жергілікті ағынның аумағына жатады.

Сарыарқаның топырақ-өсімдік жамылғысы төмендегідей негізгі подзоналардан тұрады: кәдімгі қара топырақтағы қоңыржай-қуаң аралас шөпті селеулі дала; оңтүстік қара топырақтағы қуаң аралас шөпті-селеулі дала; қоңыр-қызғылт топырақтардағы құрғақ селеулі-бетегелі дала және қызғылт топырақтағы ксерофитті -аралас шөпті-бетегелі-селеулі дала; құба және ашық-құба топырақтардағы астық тұқымдас шөпті-жусанды
шөлейт; ашық-құба сортаң топырақтағы жусанды-сораңды шөл.

Сарыарқаның жануарлар әлемі далалар мен аласа таулы өлкелерді, сондай-ақ, көптеген тұрақты және уақытша су көздері — өзендер мен көлдерді мекендейтін түрлерге бай. Орманды-далалы өңірлерде кеміргіштерден түрлі тышқандар; жыртқыштардан сілеусін, түлкі, қасқыр; қояндардың ақ және сұр түрлері; тұяқтылардан елік пен бұлан кең тараған. Кәсіптік-аңшылық мәні бар құстардан бұлдырық пен шіл, құр көп болса, жыртқыш құстардан қаршығалар мен мола бүркіті жиі кездеседі. Далалық өлкелерде кеміргіштерден суыр мен саршұнақ; жыртқыштардан дала күзені; құстардан бозторғай; қанатты жыртқыштардан дала бүркіті мен тұрымтай көбейе түседі. Сарыарқаның оңтүстігіне қарай құм тышқаны мен қосаяқ, шөлейт қасқыры мен шөлейт аккісі, әсіресе рептилиялардан сұр геккон, дала агамасы, жүйрік кесіртке сияқты шөл мен шөлейт жануарлары кеңірек тарайды. Өзен-көлдерде шортан, аққайран, табан, т.б. көптеген балық түрлері бар.

Келтіріліп отырған қысқаша физикалық-географиялық мінездеме осынау таңғажайып өлкенің табиғаты жайлы тек жалпылама мәлімет береді. Кейбір нақтырақ сипаттамалар төмендегі арнаулы тарауларда келтіріледі.

2. Сарыарқаның шығыс бөлігінің геоморфологиясы.

Ауданның үлкен бөлігі эпигерциндік платформаның қатпарлық іргесінің кең байтақ көтерілімі болып табылады. Бедердің құрылуында палеозойдың шегінді, эффузивтік және метаморфтік жыныстары, сондай-ақ жыныстардың интрузивтік кешендері қатысады. Девонның, карбонның және пермнің қатқабаттарында конгломераттар, құмтастар, аргилиттер, порфириттер, порфирлер басым болып келеді. Олардың ішінен әр жерде жекелеген анық көрінетін аласа тауларды құрайтын ірі гранитті интрузиялар бөлектеніп тұрады. Сарыарқаның ең қыратты және бөлшектенген бөлігі жиі орналасқан аралды таулы-төбелі алқаптардың жүйесін біріктіреді.