География изучает часть планеты, охватывающую верхние слои литосферы (земную кору), всю гидросферу и приземную часть атмосферы, до высоты примерно в 20 км. Общая же «толщина» этой оболочки в среднем 40 км, хотя по разным подсчётам она изменяется от 50 до 100 км. Это очень немного по сравнению не только с необъятным космосом, но и с размерами Земли (её средний радиус около 6371 км). Но для людей это самая важная, а для науки - крайне интересная для изучения оболочка.
Известно, что это - так называемая географическая оболочка и что только в ней имеются условия для жизни. Недаром создатель учения о географической оболочке, академик Андрей Александрович Григорьев, часто называл её географической средой.

Географическая оболочка - самый большой на Земле природный комплекс, в котором литосфера, гидросфера, атмосфера и биосфера, сложно переплетаясь, взаимодействуют между собой, проникают друг в друга. В пределах оболочки, как бы лежащей на границе планеты и космоса, действуют как космические, так и внутренние силы. Одно из важнейших свойств географической оболочки - наличие веществ (прежде всего воды) одновременно в жидком, твёрдом и газообразном состоянии. Но что же здесь особенно интересного?
Оказывается, интересного много. Оболочка уникальна - таких нет не только у других планет Солнечной системы, но, может быть, и во всей нашей Галактике. Она устроена очень сложно; история её увлекательна. Протекающие в ней многообразные процессы очень тесно связаны между собой и могут быть легко нарушены. Они ещё недостаточно изучены, и значение их крайне важно для сохранения Земли и выживания человечества.

Географическая оболочка уникальна прежде всего тем, что в ней действуют, переплетаясь между собой, взаимно дополняя друг друга или сталкиваясь как противоположные, разные формы энергии. Часть из них - земного происхождения, часть - космического. Обилие энергии порождает различные процессы - геологические, биологические, физические и химические. Мы говорим о том, что на земной поверхности происходит противоборство внешних и внутренних сил. Причём одни из них стремятся установить равновесие. Например, сила тяжести, с которой связаны и выравнивание рельефа, и стекание воды в его понижения. С силами притяжения Луны и Солнца связаны приливы и отливы. Вращение Земли приводит к отклонению русел рек, морских и воздушных течений. Среди внутренних источников энергии на первом месте стоит распад радиоактивных веществ, с которым связаны образование гор и движение литосферных плит, землетрясения и извержения вулканов, деятельность гейзеров, горячих источников. Все эти процессы сопровождаются обезвоживанием и дегазацией недр, т.е. выносом воды и газов на земную поверхность. Немалую роль играет и то, что Земля, как большой магнит, образует магнитное поле, которое влияет не только на процессы притяжения, но и на поведение электрических разрядов в атмосфере.
Космическая энергия достигает поверхности Земли в виде различных излучений, из которых главенствует солнечное. Его поступает очень много, и хорошо ещё, что значительная часть отражается и уходит обратно в космос. Тепловая часть солнечной энергии определяет прежде всего неодинаковый нагрев различных участков поверхности земного шара, с чем связаны воздушные и морские течения, прибрежные и горно-долинные ветры. Нагреваясь днём и остывая ночью, растрескиваются и разрушаются верхние слои горных пород. Но главное - с солнечной энергией связаны два важнейших процесса, которые, собственно, и создают на Земле уникальную оболочку. Это - круговорот воды и развитие жизни.

Формирование современной географической оболочки

Можно пофантазировать, какой первоначально была поверхность Земли: то ли она была похожа на сморщенную кожуру печеного яблока, то ли на лунный пейзаж или просто на нагромождение каменных глыб. Когда-то она напоминала пейзажи вулканических областей с потоками лавы, конусами вулканов и фонтанами гейзеров. Постепенно земная поверхность как бы успокаивалась и становилась более однородной: горы разрушались и сглаживались, в противовес вершинам образовывались глубокие впадины. Но географической оболочки на Земле ещё не было.
Вода бурлила, испарялась, поднималась в атмосферу на значительную высоту, образуя облака; затем она охлаждалась и выпадала в виде дождей на Землю, стекая по ней в понижения - будущие океаны. А газы, удерживаемые притяжением Земли, тоже располагались слоями разной плотности, обуславливая слоистость атмосферы.
Чтобы представить себе такую картину, можно аккуратно налить в стакан слоями жидкости разной плотности, начиная с самых тяжёлых. И если не будет каких-то причин для их перемешивания, такое разделение сохранится довольно долго. Не перемешиваются и воды в спокойном озере - тёплые держатся наверху, холодные - на глубине.
Нарушить слоистость атмосферы, обусловленную разной плотностью газов, и создать другую упорядоченность мог только какой-то весьма мощный процесс, противостоящий силе тяжести. Им-то и стал круговорот воды, заложивший основу будущей географической оболочки. Он связан с переносом больших масс воды и расходом энергии. Главные звенья круговорота - испарение, подъём паров в верхние слои тропосферы, охлаждение и конденсация в капельки воды и ледяные кристаллы. Начальное звено круговорота - испарение - связано не просто с использованием большого количества солнечной энергии, а с ее поглощением. Уникальность нашей планеты проявилась, во-первых, в том, что на ней, в её обширных океанах, скопилось большое количество воды; а во-вторых, - в том, что на Земле сложились уникальные условия для существования воды в жидком, твёрдом и газообразном состояниях. Если бы не испарялась вода с поверхности океанов, не конденсировалась (т.е. сгущалась) при подъёме в атмосфере, не поглощалась теплота при таянии льда и снега - не было бы на Земле круговорота воды.
Круговорот воды не просто связал между собой земную кору, воду и атмосферу. Он заложил основу географической оболочки - всеобщую связь и упорядоченность составных её частей. А это стало важнейшей предпосылкой ко второму шагу в развитии - выходу жизни на поверхность суши и появлению биосферы.

Возникла растительность, содержащая хлорофилл, и в географической оболочке появились многочисленные аккумуляторы солнечной энергии. И не просто её накопители, а замечательные «аппараты», превращающие её в силу, которая преобразует и земную поверхность, и внутренние горные породы, и меняет состав атмосферы; а также создающие особое, биологическое, звено круговорота воды.
«Вода определяет и создаёт всю биосферу, - вясал В.И. Вернадский, - она создаёт основные черты земной коры, вплоть до магматической оболочки». Да и в самих организмах содержатся огромные массы воды, близкие к квадриллионам тонн. «Эта вода находится всё время в движении и в течение года через живое вещество проходит количество воды в сотни, может быть, в тысячи раз больше его веса».
Вода в географической оболочке - могучий химический деятель. Она растворяет горные породы, переносит взвешенные осадки, используется как исходный компонент - наряду с углекислым газом - для образования первичного органического вещества и биогенного кислорода.
Вода не только определяет функционирование географической оболочки, но и связывает её с другими сферами Земли.
Важный и активный элемент географической оболочки - природные газы. Дело не только в том, что нижняя часть атмосферы физически входит в географическую оболочку. Важно, что атмосфера защищает Землю и всё живое на ней от палящих лучей солнца; что возникающие в атмосфере воздушные потоки - ветры - участвуют в переносе тепла и влаги, в развеивании и разравнивании лишённой растительности поверхности Земли. Атмосфера, её газовый состав, обеспечивает процессы дыхания и фотосинтеза (создания сложных органических веществ из воды и углекислого газа с использованием солнечного света). Важнейшие для этого газы земной атмосферы - кислород и углекислый газ - являются продуктами жизнедеятельности организмов: растений, планктона и т.д. Озоновый слой, возникший в результате деятельности растений, защищает живое от смертельных ультрафиолетовых лучей, приходящих из космоса.
Газы играют важную роль во взаимодействии между сферами, составляющими географическую оболочку: все природные воды представляют собой смешанные газосолевые растворы. Нижняя часть атмосферы (тропосфера), поверхность Мирового океана и верхний водный слой находятся во взаимодействии и взаимно регулируют друг друга - образуется «планетарное равновесие». Концентрация растворённых в воде веществ остаётся постоянной при неизменных условиях температуры и давления, а большие скопления воды, прежде всего Мировой океан, регулируют содержание газов в атмосфере.

По В.И. Вернадскому, солевой состав океанов оставался постоянным с палеозойской эры - времени развития жизни на суше, оказывая существенное влияние на географическую оболочку. Поскольку с понижением температуры растворимость углекислоты в воде увеличивается, океан вбирает в себя из атмосферы излишки
углекислоты, образовавшиеся после извержения вулканов или сжигания топлива, затем они опускаются на глубину и осаждаются на дно в виде карбонатных (насыщенных углеродом) пород. Это ещё один из замечательных процессов, протекающих в географической оболочке и поддерживающих её равновесие.

Выводы

Географическая оболочка охватывает верхнюю часть земной коры, нижнюю часть атмосферы и включает в себя гидросферу, почвенный и растительный покровы и животный мир. В отличие от других сфер земного шара (а также от оболочек других планет) в географической оболочке Земли вещество встречается в трёх состояниях, процессы в ней протекают как за счёт космических, так и внутренних, земных, источников энергии; только в ней есть жизнь.
Географическая оболочка - это система: все её компоненты взаимосвязаны, взаимодействуют и взаимно определяют друг друга. И самое главное - это система открытая: обмен веществ и энергии происходит не только между её компонентами, но и между оболочкой, космосом и внутренними частями Земли.
В своём развитии географическая оболочка прошла три этапа. Начало первому из них - неорганическому - положило отделение суши от океана и выделение атмосферы. На втором этапе в географической оболочке образуется биосфера, преобразившая все протекающие ранее в ней процессы. На третьем - современном - в географической оболочке возникает человеческое общество.

Понятие «географическая оболочка»

Замечание 1

Географическая оболочка –это непрерывная и целостная оболочка Земли, состоящая из земной коры, тропосферы, стратосферы, гидросферы, биосферы и антропосферы. Все компоненты географической оболочки находятся в тесном взаимодействии и проникают друг в друга. Между ними происходит постоянный обмен веществом и энергией.

Верхняя граница географической оболочки – стратосфера, расположенная ниже максимальной концентрации озона на высоте около 25 км. Нижняя граница проходит в верхних слоях литосферы (от 500 до 800 м).

Взаимное проникновение друг в друга и взаимодействие составляющих географическую оболочку компонентов – водной, воздушной, минеральной и живой оболочек определяет ее целостность. В ней можно наблюдать помимо непрерывного обмена веществ и энергии также и постоянный круговорот веществ. Каждый компонент географической оболочки, развиваясь согласно собственных законов, испытывает на себе влияние остальных оболочек и сам воздействует на них.

Воздействие биосферы на атмосферу связано с процессом фотосинтеза, вследствие которого происходит интенсивный газообмен между живым веществом и воздухом, а также регулирование в атмосфере газов. Зеленые растения поглощают из воздуха углекислый газ и выделяют кислород, без которого невозможна жизнь большей части живых организмов на планете. Благодаря атмосфере земная поверхность не перегревается солнечной радиацией днем и не остывает значительно ночью, что необходимо для нормального существования живых существ.

Биосфера оказывает влияние на гидросферу. Живые организмы могут воздействовать на соленость вод Мирового океана, забирая из воды некоторые вещества, необходимые для их жизнедеятельности (например, кальций нужен для формирования панцирей, раковин, скелетов). Водная среда – место обитания многих живых существ, вода необходима для нормального протекания большинства процессов жизнедеятельности представителей растительного и животного мира.

Влияние живых организмов на земную кору более всего выражено в ее верхней части, где происходит накопление остатков растений и животных, формируются породы органического происхождения.

Живые организмы принимают активное участие не только в создании горных пород, но и в их разрушении. Они выделяют кислоты, разрушающие породы, воздействую корнями, образующими глубокие трещины. Вследствие этих процессов твердые и плотные породы превращаются в рыхлые осадочные (галька, гравий). Создаются все условия для формирования того или иного типа почв.

Изменение какого-либо одного компонента географической оболочки отражается на всех других оболочках. Например, эпоха великого оледенения в четвертичный период. Расширение поверхности суши создало предпосылки для наступления более сухого и холодного климата, что привело к образованию толщи льда и снега, покрывших значительные территории на севере Северной Америки и в Евразии. Это, в свою очередь, повлекло за собой изменение растительного, животного мира, почвенного покрова.

Компоненты географической оболочки

К основным компонентам географической оболочки относятся:

1. Земная кора. Верхняя часть литосферы. Отделена от мантии границей Мохоровича, характеризующейся резким повышением скоростей сейсмических волн. Толщина земной коры колеблется от шести километров (под океаном) и до 30-50 км (на материках). Существует два типа земной коры: океаническая и континентальная. Океаническая кора состоит в основном из пород основного состава и осадочного чехла. В континентальной коре выделяют базальтовый и гранитный слои, осадочный чехол. Земная кора состоит из отдельных, разных по размеру литосферных плит, передвигающихся относительно друг друга.
2. Тропосфера. Нижний слой атмосферы. Верхняя граница в полярных широтах – 8-10 км, в умеренных – 10-12 км, в тропических – 16-18 км. Зимой верхняя граница несколько ниже, чем летом. В тропосфере содержится 90% всего водяного пара атмосферы и 80% всей массы воздуха. Для нее характерны конвекция и турбулентность, облачность, развитие циклонов и антициклонов. С повышением высоты понижается температура.
3. Стратосфера. Ее верхняя граница находится на высоте от 50 до 55 км. С ростом высоты температура приближается к значению 0 ºС. Характерны: малое содержание водяного пара, низкая турбулентность, повышенное содержание озона (его максимальная концентрация наблюдается на высоте 20-25 км.).
4. Гидросфера. Включает все водные запасы планеты. Наибольшее количество водных ресурсов сосредоточено в Мировом океане, меньше – в подземных водах и континентальной сети рек. Большие запасы воды содержатся в виде водяного пара и облаков в атмосфере. Часть воды сохраняется в виде льда и снега, образуя криосферу: снежный покров, ледники, вечная мерзлота.
5. Биосфера. Совокупность тех частей компонентов географической оболочки (литосфера, атмосфера, гидросфера), которые заселены живыми организмами.
6. Антропосфера, или ноосфера. Сфера взаимодействия окружающей среды и человека. Признание данной оболочки поддерживается не всеми учеными.

Этапы развития географической оболочки

Географическая оболочка на современном этапе – результат продолжительного развития, в процессе которого она постоянно усложнялась.

Этапы развития географической оболочки:

• Первый этап – добиогенный. Продолжался 3 млрд. лет. В это время существовали исключительно простейшие организмы. В развитии и формировании географической оболочки они принимали слабое участие. Атмосфера характеризовалась высоким содержанием углекислого газа и низким – кислорода.
• Второй этап. Продолжительность – около 570 млн. лет. Для него характерна главенствующая роль живых организмов в формировании географической оболочки. Организмы оказывали воздействие на все компоненты оболочки: изменился состав атмосферы и воды, наблюдалось накопление горных пород органического происхождения. В конце этапа появились люди.
• Третий этап – современный. Начался 40 тыс. лет назад. Для него характерно активное влияние человеческой деятельности на разные компоненты географической оболочки.

Географическая оболочка представляет собой целостную непрерывную приповерхностную часть Земли, в пределах которой отмечается интенсивное взаимодействие четырех компонентов: литосферы, гидросферы, атмосферы и биосферы (живого вещества). Это наиболее сложная и разнообразная материальная система нашей планеты, которая включает в себя всю гидросферу, нижний слой атмосферы (тропосферу), верхнюю часть литосферы и населяющие их живые организмы. Пространственная структура географической оболочки трехмерна и сферична. Это зона активного взаимодействия природных компонентов, в которой наблюдается наибольшее проявление физико-географических процессов и явлений.

Границы географической оболочки нечеткие. Вверх и вниз от земной поверхности взаимодействие компонентов постепенно ослабевает, а затем полностью исчезает. Поэтому ученые проводят границы географической оболочки по-разному. За верхнюю границу часто принимается озоновый слой, расположенный на высоте 25 км, где задерживается большая часть ультрафиолетовых лучей, губительно действующих на живые организмы. Однако некоторые исследователи проводят ее по верхней границе тропосферы, которая наиболее активно взаимодействует с земной поверхностью. За нижнюю границу на суше обычно принимают подошву коры выветривания мощностью до 1 км, а в океане – океаническое дно.

Представления о географической оболочке , как об особом природном образовании, было сформулировано в начале XX в. А.А.Григорьевым и С.В.Калесником. Ими были раскрыты основные особенности географической оболочки : 1) сложность состава и разнообразие состояния вещества; 2) протекание всех физико-географических процессов за счет солнечной (космической) и внутренней (теллурической) энергии; 3) трансформация и частичная консервация всех видов энергии, поступающих в нее; 4) сосредоточение жизни и наличие человеческого общества; 5) наличие вещества в трех агрегатных состояниях.

Географическая оболочка состоит из структурных частей – компонентов. Это горные породы, вода, воздух, растения, животные и почвы. Они различаются по физическому состоянию (твердое, жидкое, газообразное), уровню организации (неживое, живое, биокосное), химическому составу, активности (инертные – породы, почва, мобильные – вода, воздух, активное – живое вещество).

Географическая оболочка имеет вертикальную структуру, состоящую из отдельных сфер. Нижний ярус сложен плотным веществом литосферы, а верхние представлены более легким веществом гидросферы и атмосферы. Такая структура является результатом дифференциации вещества с выделением плотного вещества в центре Земли, а более легкого – по периферии. Вертикальная дифференциация географической оболочки послужила основанием Ф.Н.Милькову для выделения внутри нее ландшафтной сферы – тонкого слоя (до 300 м), где происходит соприкосновение и активное взаимодействие земной коры, атмосферы и гидросферы.

Географическая оболочка в горизонтальном направлении расчленяется на отдельные природные комплексы, что определяется неравномерным распределением тепла на разных участках земной поверхности и ее неоднородностью. Природные комплексы, образовавшиеся на суше, называю территориальными, а в океане или другом водоеме – аквальными. Географическая оболочка – это природный комплекс самого высокого, планетарного ранга. На суше она включает в себя менее крупные природные комплексы: материки и океаны, природные зоны и такие природные образования, как Восточноевропейская равнина, пустыня Сахара, Амазонская низменность и др. Самым малым природно-территориальным комплексом, в структуре которого участвуют все основные компоненты, считается физико-географический район. Он представляет собой блок земной коры, связанный со всеми остальными компонентами комплекса, то есть с водой, воздухом, растительностью и животным миром. Блок этот должен быть достаточно обособленным от соседних блоков и иметь свою морфологическую структуру, то есть включать в себя части ландшафта, которыми являются фации, урочища и местности.

Географическая оболочка имеет своеобразную пространственную структуру. Она трехмерна и сферична. Это зона наиболее активного взаимодействия природных компонентов, в которой наблюдается наибольшая интенсивность разнообразных физико-географических процессов и явлений. На некотором расстоянии вверх и вниз от земной поверхности, взаимодействие компонентов ослабевает, а затем и вовсе исчезает. Происходит это постепенно и границы географической оболочки – нечеткие. Поэтому исследователи по-разному проводят ее верхнюю и нижнюю границы. За верхнюю границу часто принимается озоновый слой, залегающий на высоте 25- 30 км. Этот слой поглощает ультрафиолетовые лучи, поэтому ниже него возможна жизнь. Однако некоторые исследователи проводят границу оболочки ниже – по верхней границе тропосферы, принимая во внимание, что тропосфера наиболее активно взаимодействует с земной поверхностью. Поэтому в ней проявляется географическая поясность и зональность.

Нижнюю границу еографической оболочки часто проводят по разделу Мохоровичича , то есть по астеносфере, являющейся подошвой земной коры. В более современных работах эта граница проводится выше и ограничивает снизу лишь часть земной коры, которая непосредственно участвует во взаимодействии с водой, воздухом и живыми организмами. В результате создается кора выветривания, в верхней части которой находится почва.

Зона активного преобразования минерального вещества на суше имеет мощность до нескольких сотен метров, а под океаном лишь десятки метров. Иногда к еографической оболочке относят весь осадочный слой литосферы.

Географ Н.А. Солнцев считает, что к еографической оболочке можно отнести пространство Земли, где вещество находится в жидком, газовом и твердом атомном состояниях, или в форме живого вещества . За пределами этого пространства вещество находится в субатомном состоянии, образуя ионизированный газ атмосферы или уплотненные упаковки атомов литосферы.

Этому соответствуют границы, о которых уже говорилось выше: верхняя граница тропосферы, озоновый экран – вверх, нижний предел выветривания и нижняя граница гранитного слоя земной коры – вниз.

1 . Литосфера - внешняя оболочка твердой части Земли, мощностью от нескольких до 200 км, включающая земную кору и верхнюю часть мантии. К собственно ГО относят лишь или земную кору, или осадочный слой зем. коры, или кору выветривания. Земная кора отделяется от верхней мантии поверхностью Мохоровичича, или Мохо, на которой происходит скачок скоростей продольных сейсмических волн, установленный югославским ученым А. Мохоровичичем.

Земная кора сложена магматическими, метаморфическими и осадочными породами. Магматические пород ы образуются при застывании магмы, внедрившейся в толщи вышележащих отложений (интрузивные породы - гранит, габбро, сиениты, диориты и др.) или излившейся на поверхность (эффузивные породы - базальт, андезит, липариты, вулканический туф и др.).

Осадочные породы формируются за счет либо продуктов разрушения ранее образовавшихся пород (обломочные или кластические), либо жизнедеятельности организмов (органогенные - известняки, каменный и бурый уголь, кремнистые породы), либо химических реакций (хемогенные - соли, руды металлов).

Метаморфические породы возникают в результате преобразования пород другого происхождения под воздействием высокой температуры и высокого давления, контакта с породами иного химического состава и т.д. К ним относятся сланцы, мрамор, кварциты и др.

Кристаллические породы магматического и метаморфического происхождения занимают 90% объема зем. коры. Однако для геогр. процессов не менее существенна роль осадочного слоя, который на большей части земной поверхности непосредственно контактирует с воздухом и водой. Средняя мощность осадочного слоя (стратисферы) составляет 2.62 км, реальная мощность колеблется от нуля на древних щитах до 10-12 км на пассивных окраинах континентов и в краевых прогибах платформ до 400-500 м в океаническом ложе. Наиболее распространенными горными породами в осадочной толще являются глины и глинистые сланцы (50%), пески и песчаники (23.6%), карбонатные породы (23.5%), лессы и лессовидные суглинки.

Различают три типа земной коры - материковый, океанический и переходный .

Материковая кора. Ее мощность меняется от 20-25 км под островными дугами и участками с переходным типом коры до 80 км под молодыми складчатыми поясами Земли, например под Андами или Альпийско-Гималайский поясом. В среднем мощность континентальной коры под древними платформами приблизительно равна 40 км. Состоит из осадочного, "гранитного" и "базальтового" слоев. Последние два названия условные: по некоторым физическим свойствам породы этих слоев близки к граниту и базальту. Однако бурение сверхглубоких скважин позволило установить иные причины скачков скоростей продольных сейсмических волн.

Океаническая кора двухслойная. Ее основная масса сложена базальтами, на которых лежит маломощный осадочный слой. Базальтовый слой на материках и в океанических днищах имеет одинаковое название, но принципиально отличается. На материках это контактные формирования между мантией и древнейшими, земными породами, как бы первичная корочка планеты, возникшая до ее самостоятельного развития (возможно, свидетельство "лунной" стадии эволюции Земли). В океанах это реальные базальтовые и иные образования в основном мезозойского времени, возникшие за счет подводных излияний при раздвижении океанических пространств и расколах литосферы. Поэтому границы между материковым и океаническим типами зем. коры обычно резкие, совпадают с глубинными разломами, часто уходящими в мантию; на поверхности они иногда выражены подводными обрывами материковых склонов.

Местами наблюдается так называемый переходный тип земной коры , для которого характерна значительная пространственная неоднородность. Он известен в окраинных морях Восточной Азии (от Берингова до Южно-Китайского), Зондском архипелаге и др. районах мира.

Земная кора формировалась длительное время: наиболее древние изученные горные породы имеют возраст 3.9 млрд. лет. Древнейшими элементами материковой коры являются докембрийские платформы, состоящие из двух слоев. Нижний слой (фундамент) состоит из смятых в складки, разбитых на блоки метаморфических пород, представляющих собой продукты древнейших складчатостей, которые завершились более 1.5 млрд. лет назад. Метаморфические породы прорваны магматическими интрузиями. На фундаменте горизонтально залегает толща слоистых осадочных горных пород, накопившихся в более поздние геологические периоды. Древние платформы отличает относительная стабильность, отсутствие складчатых движений, слабая дислоцированность. Выделяют Северо-Американскую, Русскую, Сибирскую, Китайскую, Южно-Американскую, Аравийскую, Индостанскую, Австралийскую и Антарктическую платформы.

Докембрийские платформы окаймлены более молодыми сооружениями. К ним относятся так называемые молодые платформы, фундамент которых сформировался в палеозое, и складчатые горные сооружения. Самыми молодыми структурными элементами материковой зем. коры являются геосинклинали. Геосинклиналь - это высокоподвижный, линейно-вытянутый и сильно расчлененный участок земной коры, для которого характерны большие скорости вертикальных движений и значительная их изменчивость в пространстве и во времени.

В пределах океанической коры выделяют талассократоны (океанические платформы) - устойчивые области океанического ложа, и георифтогенали - зоны срединно-океанических хребтов, где, как считают, вещество мантии поднимается на поверхность зем. коры и преобразуется в базальтовый слой.

Считается, что литосфера залегает на астеносфере - пластичном слое, который охватывает весь земной шар. Наличие пластичного слоя рассматривалось как необходимое условие горизонтального движения плит, получившего обоснование в 60-70гг. в так называемой гипотезе новой глобальной тектоники.

2 . Гидросфера . К ней относят воду океанов и морей, поверхностные воды суши, льды и снега.

Поверхностные воды суши - это воды, представленные реками, озерами и болотами; составляют всего 0.014% мировых запасов воды, но несмотря на небольшой объем воды, они играют существенную роль в природных процессах.

Самым активным элементом рассматриваемой группы являются воды рек .

Питание рек бывает дождевым, снеговым, ледниковым и подземным. Характер стока рек связан с их питанием.

Текучие воды рек производят значительную работу, размывая русло и транспортируя продукты размыва - аллювий. Речные воды не только механически разрушают, но и растворяют горные породы, а затем переносят их в виде ионов, коллоидов, биогенных веществ, микроэлементов и др.

Обращает на себя внимание различие химического состава солей: в отличие от морских вод в реках абсолютно господствуют карбонаты.

Озера занимают общую площадь приблизительно в 2 млн. км 2 , а суммарный объем их вод составляет свыше 1.76х10 14 м 3 . По условиям образования ложа, размерам, морфологии котловины, химическому составу вод, термическому режиму, структуре водообмена озера очень разнообразны.

Человечество создало также много искусственных водоемов - водохранилищ. Их число приближается к 30 тыс., а объем воды в них составляет более 5х10 12 м 3 .

Болота - это области суши, характеризующиеся избыточным увлажнением, застойным или слабо проточным режимом вод и специфической гидрофитной растительностью. Общая площадь болот на земном шаре равна 2.7х10 6 км 2 (2% площади суши); суммарный объем болотных вод мира - около 11.5х10 9 м 3 , что в 5 раз превышает разовый объем воды в руслах рек. Болота являются специфическими ландшафтными системами. Их возникновение связано как с климатическими условиями, так и с геологическим строением. Заболачиванию территории обычно способствует близость водоупорного горизонта. В некоторых районах умеренных и субполярных широт роль водоупора выполняет вечная мерзлота.

ПОДЗЕМНЫЕ ВОДЫ - воды, находящиеся в горных породах в жидком, твердом и газообразном состоянии. По происхождению различают следующие типы подземных вод:

• - инфильтрационные, образовавшиеся вследствие просачивания с поверхности дождевых, талых и речных вод;
• - конденсационные, возникающие в пустотах и трещинах горных пород из водяного пара;
• - седиментационные, формирующиеся в процессе геологического осадконакопления в водных условиях;
• - магматогенные, или ювенильные, образующиеся при кристаллизации магмы и метаморфизации горных пород. Полагают, что большая часть вод гидросферы возникла путем конденсации водяного пара, выделявшегося при дегазации магмы.

По физическому состоянию п/з воды делят на следующие типы:

• -Гравитационные воды - они перемещаются под действием силы тяжести, заполняют трещины и пустоты земной коры, занимают понижения на земной поверхности, образуя океаны, моря, озера, реки.
• -Капиллярные воды - заполняют мелкие поры в почве и горных породах, удерживаясь в порах ха счет сил поверхностного натяжения и перемещаясь в зависимости от градиента температуры и влажности грунта. Благодаря большой силе поверхностного натяжения капиллярных вод они передвигаются в любых направлениях, в том числе против силы тяжести.

Оба типа воды активно участвуют во влагообороте.

• -Пленочная вода - обволакивает частицы почвы и притягивается к ним силой поверхностного натяжения, поэтому плохо используется растениями и в целом слабо участвует во влагообороте.
• -Гигроскопическая вода - обволакивает мелкие агрегаты почвы и отрывается от них только при сильном нагревании.
• -Кристаллизационная вода - физически связана в минералах (напр. в гипсе), поэтому при ее удалении изменяются их физические свойства - гипс переходит в ангидрит.
• -Конституционная вода - химически связана в минералах, поэтому при ее удалении минералы разрушаются.

По характеру нахождения в горных породах п/з воды подразделяются на поровые, трещинные или жильные, карстовые. Первый от земной поверхности, постоянно существующий безнапорный горизонт называется грунтовыми водами. Они, как правило, пресные и относятся к зоне активного водообмена с поверхностными водами.

В целом воды суши сильно преобразованы человеком в связи с орошением и осушением земель, переброской воды в районы, где ощущается большой ее недостаток, использованием в коммунальном хозяйстве и промышленности.

3. Мировой океан . Воды МО составляют 96.5% массы гидросферы. Они покрывают большую часть поверхности планеты (70.8%), образуя практически непрерывную водную оболочку Земли. Благодаря огромной водной массе океаны оказывают значительное влияние на тепловой режим земной поверхности, выполняя функции планетарного нагревателя и терморегулятора. В едином МО исторически принято выделять 4 океана.

Морские воды - это особый тип природных вод, содержащих почти все элементы таблицы Менделеева. Средняя соленость МО составляет около 35% , т.е. в 1000кг морской воды содержится 35кг солей. Подавляющая часть солей - хлориды натрия и магния (88.7%). Далее идут сульфаты (10.85%), карбонаты (0.3%) и пр. соединения.

Распределение солености в поверхностных водах МО имеет в значительной мере зональный характер, что отражает структуру его водного баланса.

В воде океанов и морей растворены также газы, наибольшее значение среди которых имеют кислород и углекислый газ. Между океаном и атмосферой происходит постоянный обмен газами.

Важной характеристикой является плотность морской воды, средняя величина которой составляет 1.025 г/см 3 . Соленая морская вода имеет максимальную плотность при температуре замерзания.

Сравнительно большой объем воды, формирующийся в определенных районах МО и обладающий относительно постоянными физическими, химическими и биологическими характеристиками, называют океанической водной массой. Поверхностные воды в горизонтальном направлении разделяются океаническими фронтами на следующие типы водных масс: экваториальные, тропические, субтропические, субполярные, полярные.

Поверхностные воды (поверхностная структурная зона) распространяются примерно до глубины 300м и активно взаимодействуют с атмосферой. Поэтому иногда их называют океанической тропосферой по аналогии с тропосферой атмосферы. Ниже поверхностной структурной зоны располагается переходная зона (глубина 300-2000 м), еще ниже - глубинная и придонная.

4 . Атмосфера - это внешняя газовая оболочка Земли. Верхняя часть ее, граничащая с космическим пространством и называемая экзосферой, или внешней атмосферой, простирается до высоты 2-3 тыс. км. На этой высоте плотность воздуха становится равной плотности вещества в Космосе. Воздух атмосферы удерживается у земной поверхности силой притяжения. Плотность воздуха на уровне моря в среднем равны 1.275 г/см 3 , а с высотой убывает, как и температура. На высоте около 300 км плотность воздуха уже в 100 млрд. раз меньше, чем у поверхности. Вес вышележащего столба воздуха определяет величину атмосферного давления, которое у земной поверхности составляет в среднем 760 мм ртутного столба, или 1атм (98066 Па) .

Нижняя часть атмосферы, непосредственно прилегающая к земной поверхности, называется тропосферой . Ее средняя мощность 11км (в полярных широтах - 8 км, в экваториальных - 17 км). В тропосфере сосредоточено свыше 80% массы атмосферы. Физические свойства воздуха тропосферы тесно связаны с характером подстилающей поверхности.

На 76% по массе атмосфера состоит из азота и на 23% из кислорода. Остальная часть воздуха представлена аргоном (0.93%) и малыми количествами неона, гелия, криптона, ксенона и др. Таково соотношение постоянных составных частей воздуха тропосферы. Концентрация водяного пара у земной поверхности колеблется в пространстве и во времени от 0.2 до 4%. Содержание СО 2 довольно быстро убывает, снижаясь практически до 0 на верхней границе атмосферы.

Водяной пар и диоксид углерода служат атмосферными фильтрами, задерживающими длинноволновое излучение зем. поверхности. Благодаря этому возникает оранжерейный эффект атмосферы, который определяет общее повышение температуры на 27 0 С.

Еще одну составляющую атмосферы, имеющую значительные пространственные и временные колебания, образуют аэрозольные частицы. К ним относятся находящиеся в воздухе во взвешенном состоянии минеральная и вулканическая пыль, продукты горения (дым), кристаллики морских солей, споры и пыльца растений, микроорганизмы. Иногда к аэрозолям относят и капельки воды. Содержание аэрозолей определяет уровень запыленности и мутности атмосферы.

Выше тропосферы располагается стратосфера (примерно до 50 км). В ней падение температуры воздуха прекращается, а в верхней части температура даже растет. В стратосфере увеличивается количество озона, который задерживает солнечные и космические лучи определенного спектра, губительно действующие на живые организмы.

Над стратосферой располагается мезосфера . Она простирается до высоты около 80 км. Температура в этом слое снова снижается и достигает -80 0 С. Еще выше находится термосфера , или ионосфера (до 800-1000км). В ней температура воздуха повышается: на высоте около 150 км до 220 0 С, на высоте 600 км до 1500 0 С. Следует, правда, отметить температуру в разреженном воздухе верхних частей атмосферы нельзя отождествлять с температурой у земной поверхности, ибо, рассчитываемая по скорости кинетического движения частиц, она не производит в условиях малой плотности воздуха того термического эффекта, который свойствен соответствующим величинам у земной поверхности.

Выше 1000км находится экзосфера .

В пределах тропосферы выделяют воздушные массы, под которыми понимают большие объемы воздуха, относительно однородные по температуре, влажности, прозрачности и др. характеристикам воздуха. Одновременно в тропосфере существует несколько десятков воздушных масс, которые контактируют в зонах атмосферных фронтов - пограничных слоях, имеющих ширину несколько десятков километров. Воздушные массы постоянно перемещаются, трансформируются, разрушаются и возникают вновь, что приводит к смене погоды.

• 5. Криосфера - неправильная по форме и непостоянная по конфигурации оболочка Земли, для которой характерна отрицательная температура. Вода в криосфере находиться в твердой фазе или в переохлажденном состоянии. К криосфере относятся:
  • - сезонный и многолетний снежные покровы,
  • - сезонная и многолетняя мерзлота,
  • - почвы и горные породы, содержащие лед в пустотах и порах,
  • - горные и покровные ледники, морские льды, трещинные и погребенные льды и т.д. К ней относятся также те части атмосферы, в которых отрицательная температура позволяет существовать ледяным кристаллам или переохлажденным каплям.

Общая площадь постоянного, снежного покрова и материковых льдов на суше в Сев. п/ш равна 2млн. км 2 (главным образом Гренландия), в Южном - 14млн. км 2 (Антарктида). Кроме того, на постоянных морских льдах и высокогорных ледниках площадь снежного покрова составляет приблизительно 14млн. км 2 . Следовательно, на общую площадь постоянных ледников и снегов приходится около 6% площади всей поверхности планеты и примерно 20% площади суши.

Постоянный, снежный покров служит источником образования многолетних горных и материковых ледников, мощные покровы которых находятся в Антарктиде, Гренландии, на островах Земли Франца-Иосифа, Шпицбергене и др. В ледниках сосредоточено почти 69% всех запасов пресной воды, подавляющая ее часть заключена в ледниках Антарктиды.

Верхний слой земной коры, для которого характерны отрицательные температуры, подземный лед в различных формах и промерзание почв, образует криолитозону.

6 . Биосфера - область активной жизни организмов, которая охватывает нижнюю часть атмосферы, гидросферу и верхнюю часть литосферы, т.е. область активного взаимодействия геосфер.

Б/с - совокупность живых организмов, населяющих земную поверхность. В настоящее время в землеведении б/с понимается как сфера современной и былой жизни в воздушной, водной и каменной средах, как бы дополнительная их характеристика, их специфическая особенность.

В настоящее время установлено, что живые организмы обитают в весьма разнообразной, практически любой среде, в том числе в атомных реакторах и океанических днищах с термальными проявлениями, в бескислородных условиях и в среде химических соединений типа сероводорода, углеводородов и др. Выяснено, что жизнь существует даже если света ничтожно мало, давление составляет сотни атмосфер, а температура - сотни градусов Цельсия.

В современных классификациях органический мир Земли на высшем таксономическом уровне организации живого вещества делится на два надцарства : прокариоты (безъядерные) и эукариоты (ядерные).

Первые включают два царства: архебактерии и бактерии, второе - три царства: животные, грибы и растения .

С точки зрения выполняемых функций в обмене веществом и энергией различают автотрофные и гетеротрофные организмы. К первым относятся зеленые растения и некоторые прокариоты (пурпурные фотосинтезирующие бактерии, сине-зеленые водоросли и хемобактерии). Они создают органическое вещество из неорганического, используя в качестве источника энергии чаще всего солнечную радиацию. Гетеротрофные организмы - животные, грибы, большинство бактерий - питаются готовым органическим веществом, причем грибы и бактерии используют органические остатки и продукты жизнедеятельности других организмов.

Живые организмы океана по типу местообитания и образу жизни объединяют в три группы: планктон - пассивно перемещающиеся (преимущественно по вертикали) одноклеточные водоросли и некоторые виды животных, они связывают цепи питания поверхностных и глубинных слоев; нектон - активно передвигающиеся животные; бентос - организмы, живущие на дне.

По условиям существования живых организмов в океанах выделяют несколько зон. По вертикали, соответственно изменению освещенности, это поверхностная зона - эпипелагиаль (до 200м), переходная, или мезопелагиаль (до 750-1000м), и глубоководная . По распределению жизни на дне выделяют литораль (приливно-отливная зона), сублитораль (до 200м), батиаль (до 2500-3000м), абиссаль (до 6000м) и ультраабиссаль (глубже 6 км).

Совокупность живых (живущих и отмерших) организмов, выраженная в вещественно-энергетических характеристиках (масса, химсостав и энергия), называется живым веществом . Основной характеристикой живого вещества является биомасса . Выявляется следующая закономерность - концентрация биомассы в зонах контактов контрастных сред, - теоретически ее предсказал В.И. Вернадский еще в 30-е годы. Главной контактной зоной ГО, ее фокусом является граница суши и океана с атмосферой. Толщина слоя, в котором сосредоточена здесь основная масса живых организмов, составляет от нескольких до десятков метров. Другие контактные зоны: льдов и морской акватории, береговая зона моря, морское дно, берега рек и т.д. - также обогащены биомассой и видовым составом организмов.

Следующая закономерность - основная часть биомассы сосредоточена на суше : здесь биомасса примерно в 200 раз больше, чем в океане. На суше фитомасса на три порядка превышает зоомассу, в океане зоомасса больше фитомассы примерно в 26 раз. Среди животных и растений океана преобладает по массе планктон.

Основные вехи эволюции биосферы :

• -быстрое (в геологическом масштабе времени) завоевание жизнью земного пространства;
• -постепенное преобразование геологических и геохимических круговоротов вещества в биогеологические и биогеохимические;
• -преобразование первичной атмосферы и стабилизация ее газового состава;
• -замена восстановительного (бескислородного) фона геохимической среды окислительным;
• -возникновение почвообразовательного процесса и создание вследствие этого почвенной структуры;
• -детерминация химической активности природных вод (создание зональной структуры гидросферы и вод зоны гипергенеза).
• 7. Кора выветривания . Твердое вещество литосферы образуется в условиях колоссальных температур и давлений, свойственных земным недрам. Попадая в условия земной поверхности, глубинные горные породы оказываются в новой и чуждой им обстановке: ничтожно малого давления и близкой к 0 температуре, присутствия свободного кислорода и воды, функционирования живых организмов, обилия органического вещества. Приспосабливаясь к такой обстановке, твердые горные породы начинают разрушаться. Такой процесс называют выветриванием горных пород или гипергенезом . Под ним понимают сумму процессов преобразования твердого вещества земной коры на поверхности суши под влиянием физико-географических условий. Сущность этих процессов состоит в перегруппировке атомов, образовании новых химических и биохимических соединений, устойчивых в термодинамической обстановке земной поверхности. В среднем наименее устойчивыми являются полевые шпаты, наиболее устойчив - кварц.

Физико-геогр. обстановка определяется наличием (отсутствием) воды, ее фазовыми переходами, биоценозом и активностью живых организмов, наличием энергии, температурой и влажностью. Эти факторы в значительной мере поясно-зональны, поэтому на поверхности суши существуют поясно-зональные типы выветривания. Ярким примером такого типа выветривания может служить латеритный, характерный для экваториально-тропических лесов.

Процесс выветривания приводит к перекристаллизации и измельчению вещества. Особое значение для ГО имеют тонкодисперсные разности вещества - гели, коллоиды (глинистое вещество, ил, гумус и др.). Выветривание воздействует не только на твердое вещество. Оно преобразует природные воды и воздух, находящиеся в зоне гипергенеза. Вода образует растворы и даже рассолы. Ионы раствора мигрируют вместе с водой, попадают в новые условия, где могут взаимодействовать с др. ионами, выпадать в осадок или кристаллизовываться. Этот процесс зависит от условий внешней среды.

Совокупность процессов выветривания создает кору выветривания (КВ) . КВ - это рыхлый слой поверхностных горных пород вместе с включенными в него водами, воздухом, живыми организмами и продуктами их жизнедеятельности, образовавшийся в результате процессов выветривания. По образному определению основоположника геохимии ландшафта Б.Б. Полынова, КВ - это верхняя оболочка литосферы, в которой "земля", вода, воздух и жизнь приходят в тесное соприкосновение, и материя в своем вечном движении дает, быть может, наибольшее разнообразие форм.

Вещество КВ по большей части представлено рыхлыми бесформенными массами, мощность слоя резко изменчива. По вещественному составу - это преимущественно глины. В верхней части они, как правило, переходят в почву.

14.1 Географическая оболочка - целостная материальная система, образованная при взаимодействии и взаимопроникновении атмо­сферы, гидросферы, литосферы, живого вещества.

О том, что география изучает особую оболочку Земли, писали многие географы. А. Гумбольдт в своем труде «Космос» «стремил­ся обнять явления внешнего мира в их общей связи, природу как целое, движимое и оживляемое внутренними силами». Его «жизнесфера» по своему содержанию аналогична биосфере, в заклю­чительных строках он говорит о «сфере разума». Наиболее четкое представление о наружной оболочке Земли было изложено в тру­дах П. И. Броунова. В 1910 г. в предисловии к «Курсу физической географии» он писал, что физическая география изучает «совре­менный облик Земли, иначе сказать, современное устройство на­ружной оболочки, являющейся ареной органической жизни... На­ружная оболочка Земли состоит из нескольких концентрических сферических оболочек, а именно: твердой, или литосферы, жид­кой, или гидросферы, и газообразной, или атмосферы, к кото­рым присоединяется еще и четвертая - биосфера. Все эти оболоч­ки в значительной степени проникают одна в другую и своим взаимодействием обусловливают как наружный облик Земли, так и все явления на Земле». Термин «географическая оболочка» пред­ложил в 1932 г. А. А. Григорьев («Предмет и задачи физической географии»). Он считал, что «земная поверхность представляет ка­чественно особую вертикальную физико-географическую зону, или оболочку, характеризующуюся глубоким взаимопроникновением и активным взаимодействием литосферы, атмосферы и гидросфе­ры, возникновением и развитием именно в ней органической жизни, наличием в ней сложного, но единого физико-географи­ческого процесса».

Оболочку называли по-разному: ландшафтная оболочка (С.В.Калесник), ландшафтная сфера (Ю.К.Ефремов). А.И.Исаченко предложил именовать географическую оболочку эпигео-сферой, подчеркивая, что это именно наружная земная оболочка. И.М.Забелин считал, что термин географическая оболочка нуж­но заменить термином биогеносфера. Он писал, что термин под­черкивает самую важную особенность - зарождение жизни.

В географической литературе часто используется термин «гео­графическая среда». Некоторые ученые ставили знак равенства между терминами географическая среда и географическая обо­лочка. По их мнению, эти термины дополняют друг друга. Однако в термине «географическая среда» на первое место ставится чело­век, человеческое общество; границы среды изменяются вместе с развитием человеческого общества. Термин «географическая оболочка» более грамотный с точки зрения географов: в географической обо­лочке всем компонентам придается одинаковое значение.

Положение верхней и нижней границ разными авторами оце­нивается по-разному. А.А.Григорьев верхнюю границу географи­ческой оболочки проводит в стратосфере на высоте 20 - 25 км, ниже слоя концентрации озона. Нижняя граница, по его мнению, проходит немного ниже границы Мохо. На материках нижняя гра­ница проходит на глубине 30 - 40 км, под океанами 5 - 8 км. Мощность географической оболочки по А.А.Григорьеву состав­ляет 75 км на материках и 45 км - на океане.

В границах, близких к обозначенным А.А.Григорьевым, рас­сматривает географическую оболочку А. М. Рябчиков. Однако ниж­нюю границу он проводил на уровне земной коры. С. В. Калесник верхнюю границу проводил на уровне тропопаузы. Нижнюю гра­ницу он ограничивает осадочным слоем земной коры (4 - 5 км). А. Г. Исаченко в географическую оболочку включает тропосферу, гидросферу и осадочный слой земной коры. И.М.Забелин ниж­нюю границу связывает с нижним пределом распространения орга­нической жизни и воды в жидком состоянии. Ф.Н.Мильков, Д.Л.Арманд верхнюю границу проводят по тропопаузе, ниж­нюю - по границе земной коры. В Географическом энциклопеди­ческом словаре и книге «Мир географии» авторы нижнюю грани­цу проводят по зоне гипергенеза, верхнюю - по тропопаузе («Мир географии»), на высоте 25 км (Географический энциклопедичес­кий словарь).

Границы географической оболочки, очевидно, следует прово­дить по границе наиболее активного взаимодействия всех компо­нентов и проявлению географических закономерностей, особен­ности географической зональности. Следовательно, верхняя гра­ница располагается на уровне озонового экрана - 22 - 25 км; так как в этом слое атмосферы в результате взаимодействия форми­руются воздушные массы, до этой границы может существовать живое вещество. Нижнюю границу следует проводить по границе зоны гипергенеза (500-800 м), в этой зоне сформировались зональные коры выветривания, происходят круговороты вещества и энергии. В географическую оболочку включается вся гидросфера. В этом случае мощность географической оболочки составляет 23 - 26 км.

Ряд ученых предлагали заменить термин «географическая обо­лочка» термином «биосфера». Они считают, что биосфера в пони­мании В. И. Вернадского по мощности и по смыслу, вкладывае­мому в понятие, совпадает с географической оболочкой. Более того, термин «биосфера» получил широкое распространение в научной и популярной литературе и понятен всем жителям пла­неты. Однако в традиционном понимании в термине «биосфера» центральное место предназначается живому веществу, остальные компоненты образуют его окружающую среду, что не совсем пра­вильно. Кроме того, географическая оболочка существует более длительное время, чем биосфера. Биосферный этап - стадия раз­вития географической оболочки.

14.2 Географическое пространство. Разработкой идей «географического пространства и времени» занимались многие ученые, такие, как Ю.К.Ефремов, Д.Л.Ар­манд, К.К.Макаров, Н.М.Сватков, В.С.Лямин и др. В.С.Лямин считает, что «существует множество реально существующих форм пространства и времени, можно говорить о химическом, биоло­гическом, географическом пространстве и времени». Простран­ство есть взаимное расположение компонентов системы, время - чередование состояний данной саморазвивающейся системы. В Географическом энциклопедическом словаре дается следующее определение географического пространства: «географическое про­странство - форма существования географических объектов и явлений в пределах географической оболочки; совокупность от­ношений между географическими объектами, расположенными на конкретной территории и развивающимися во времени».

Более широкое толкование «географического пространства» дано К.В. Пашкангом. Он считает, что географическая оболочка тесно связана с окружающим ее космическим простран­ством и с внутренними частями Земли. Солнечная энергия, по­ступающая от Солнца к Земле, является источником всех геогра­фических процессов. Сила притяжения Солнца удерживает Землю на околосолнечной орбите, сила притяжения Луны обусловлива­ет образование приливов. На поверхность Земли падают метеори­ты. Из недр Земли поступает эндогенная энергия, определяющая формирование наиболее крупных форм земной поверхности. Вер­хняя граница географического пространства располагается на высоте 10 радиусов Земли, на верхней границе магнитосферы; нижняя - на поверхности Мохо. Географическое пространство подразделяется на четыре части.

1. Ближний космос. Нижняя граница проходит по верхней границе атмосферы на высоте 2000 км над Землей. Здесь происходит взаимодействие космических факторов с магнитным и гравита­ционным полями. В магнитосфере задерживается корпускулярное излучение Солнца.

2. Высокая атмосфера. Снизу она ограничивается стратопаузой. Здесь происходит торможение космических лучей, их преобразо­вание, образование озона.

3. Географическая оболочка.

4. Подстилающая кора. Нижняя граница - поверхность Мохо. Эта область проявления эндогенных процессов, формирующих геотектуры и морфоструктуры планеты.

14.3. Компоненты, структурные уровни географической оболочки. Компоненты географической оболочки - это однородные ве­щественные образования. К ним относятся природная вода, воз­дух, горные породы, растения, животные, почвы.

Компоненты различают по агрегатному состоянию - твердое, жидкое и газообразное. Сейчас выделяют еще четвертое состоя­ние - вода в капиллярах: она не замерзает при нуле градусов, а становится вязкой.

Компоненты могут иметь различные уровни организации: жи­вой, косный (абиотический), биокосный (органо-минеральный). К живым компонентам относятся растения, животные; к биокос­ным - почвы; к косным - воздух, вода, горные породы.

По степени активности компоненты делят на устойчивые - горные породы, почвы; мобильные - вода, воздух; активные - растения, животные. Некоторые ученые подразделяют компонен­ты на первичные - вода, воздух, горные породы, растения, жи­вотные; и производные - почвы, лед, мерзлые горные породы (К. И.Геренчук, В. А. Боков, И.Г.Черванев). Иногда к компонен­там географической оболочки относят рельеф, климат (А.А.Половинкин, К.К.Марков, А.Г.Исаченко, В.С.Жекулин), или ли­тосферу, атмосферу. Однако не вся литосфера и атмосфера вклю­чается в состав географической оболочки, а рельеф и климат яв­ляются не компонентами, а свойствами горных пород и воздуха.

Выделяют три структурных уровня географической оболочки. Первый уровень - геокомпонентный. Это самый простой уровень, отдельные компоненты изучают естественные науки - геология, ботаника, геохимия и геофизика.

Второй уровень называется геосферным. Геосферы - это обо­лочки, занятые преимущественно одним компонентом. Геосферы определяют вертикальную структуру географической оболочки, они располагаются ярусно и распределяются по удельному весу. Верхняя - атмосфера, образованная самыми легкими газами. Нижезалегают гидросфера и литосфера. Эти оболочки образуют более тяжелые химические элементы.

Наиболее сложное строение оболочка имеет на контакте сфер: атмосферы и литосферы (поверхность Земли), гидросферы и ли­тосферы (дно океана), атмосферы и гидросферы (поверхность океана), атмосферы, гидросферы и атмосферы (в прибрежной зоне океана).

Третий уровень - геосистемный. Геосистемы - комплексы, образованные при взаимодействии всех компонентов. Геосистемы образуют горизонтальную структуру географической оболочки. Дифференциация географической оболочки на геосистемы обус­ловлена неравномерным распределением тепла и влаги, неодно­родностью земной поверхности.

Географическая оболочка обладает качественным своеобрази­ем и отличается от первичных геосфер, ее образующих:

Географическая оболочка - наиболее сложная оболочка пла­неты, характеризующаяся разнообразием вещественного состава;

В пределах географической оболочки вещество находится в трех агрегатных состояниях, обладает широким диапазоном фи­зических характеристик;

В оболочке присутствуют различные виды энергий, солнеч­ная энергия преобразуется в энергию химических связей, тепло­вую и механическую;

В пределах географической оболочки наблюдается тесное взаимодействие слагающих ее компонентов, что приводит к об­разованию качественно новых образований - природных комп­лексов;

В пределах географической оболочки возникла жизнь, суще­ствует человеческое общество.

14.4. Этапы развития географической оболочки. В жизни географической оболочки выделяют несколько этапов. Самый ранний - добиосферный, затем биосферный этап разви­тия. В настоящее время все чаще ученые начали говорить, что в жизни географической оболочки начинается новый этап - ноо-сферный. Развитие шло по пути усложнения структуры, в процес­се взаимодействия образовывались новые компоненты и комп­лексы. Каждый новый этап характеризуется возникновением но­вых круговоротов вещества и энергии.

Добиосферный (геологический) этап развития продолжался с 4,5 млрд. лет до 570 млн. лет. В это время произошло формирование материков и океанических впадин, образовались атмосфера и гид­росфера. На добиосферном этапе взаимодействовали атмосфера, гидросфера, литосфера. Живое вещество существовало, но сплош­ного распространения не имело. В это время целостность оболочкиподдерживали круговороты воды и химических элементов. В ре­зультате взаимодействия первичных компонентов - воды, возду­ха, горных пород - формировались компоненты географической оболочки. Образовались природные вода и воздух, т.е. компонен­ты несут в себе результаты взаимодействия оболочек. Природный воздух - это уже не только газы атмосферы, он содержит воду гидросферы и твердые частицы литосферы. В природной воде су­ществуют соли и газы. Сформировались осадочные горные поро­ды. На добиосферном этапе верхняя граница географической оболочки, вероятно, располагалась на высоте 80 км (в этом слое суще­ствуют серебристые облака, состоящие из смерзшихся газов и льда, т.е. пары воды при круговоротах заносились на эту высоту). Кроме того, на этой высоте проходит граница гомосферы. Нижняя гра­ница проходила по границе осадочного слоя: осадочные горные породы являются результатом воздействия на горные породы воды и воздуха, кроме того, именно здесь располагаются горизонты подземных вод.

На втором, биосферном, этапе во взаимодействие включается живое вещество (с 570 млн. лет по 40 тыс. лет). К круговоротам добавляется биогенный: неорганические элементы на свету за счет реакции фотосинтеза превращаются в органическое веще­ство, к испарению добавляется транспирация. Компоненты географической оболочки становятся более сложными, в их пре­образовании участвует живое вещество. Природная вода приоб­ретает специфический газовый и солевой состав, который явля­ется результатом жизнедеятельности организмов. Образуются коры выветривания и почвы, их образование тоже связано с деятель­ностью живого вещества. Газы атмосферы прошли через биоло­гические круговороты. К компонентам добавляются растительность и животные. Очевидно, компоненты становятся биогенными. Однако перламутровые облака и осадочные горные породы ока­зываются вне зоны активного круговорота. Верхняя граница гео­графической оболочки спускается до озонового экрана (здесь образуются зональные воздушные массы), нижняя граница - очерчивает зону гипергенеза.

На третьем этапе географическая оболочка вступает в ноосферный этап развития. Под ноосферой (сферой разума) понимают сферу взаимодействия природы и общества, в которой разумная деятельность человека становится определяющим фактором раз­вития. На ноосферном этапе к круговоротам добавляется антропо­генный круговорот вещества и энергии. Начинают формироваться антропогенные компоненты, они несут в себе результаты воздей­ствия человеческой деятельности. Границы географической обо­лочки ноосферного этапа, очевидно, должны расширяться, в пер­спективе человечество освоит всю Солнечную систему. Подроб­ная характеристика ноосферы дана в отдельной главе.

14.5. Круговорот вещества. Миграция вещества в ГО имеет форму круговоротов различного масштаба. Круговороты не замкнуты. Газообразные и жидкие вещества, как очень динамичные проникают в твердую литосферу через поры, трещины. Вода образует подземные водоносные горизонты. Много воды находится в связанном состоянии. Вода растворяет горные породы и переносит растворенные вещества на большие расстояния, происходят сложные процессы взаимодействия, в результате которых образуются не только новые вещества, но и различные структурные образования. В свою очередь, твердые вещества проникают в воздушную и водную среду. Перемещения вещества называют его круговоротом. Особенно значительны результаты круговорота веществ за геологические отрезки времени.

В истории З. известны крупные этапы преобладания горообразования, чередующиеся с относительно спокойными в геологическом отношении этапами, когда преобладали процессы выравнивания рельефа, что сопровождалось и сопровождается перераспределением громадных объемов вещества. В результате рыхлые поверхностные горные породы оказывались на больших глубинах, претерпевали воздействие больших давлений и высоких температур, превращаясь, например, в метаморфические породы. Или, наоборот, донные осадки моря могут слагать горные цепи. Амплитуды перемещений достигают десятки км. Многократно менялось соотношение суши и моря.

Из школьного курса хорошо известен круговорот воды в природе. Он сопровождается обменом вещества между сушей и морем. Ежегодно с земной поверхности в атмосферу поступает, как уже отмечалось, 577 тыс. км 3 воды вследствие испарения и транспирации растениями и столько же возвращается на земную поверхность в виде атмосферных осадков. Основные звенья круговорота воды: испарение, перенос водяных паров или облачных образований воздушными течениями, выпадение осадков. Выделяют общий, или большой круговорот, в котором участвуют Океан, суша и атмосфера, а также малые - внутриматериковый и внутриокеанический.

Выделяется также круговорот вещества между сушей и морем, связанный с круговоротом воды. Участвует в круговороте не только чистая вода, но и соли, взвеси, растворы. За счет сносимого с суши так называемого твердого стока формируются терригенные донные осадки Океана. Интенсивность твердого стока определяется тектонической обстановкой, которая определяет также соотношение суши моря, уклоны земной поверхности, ее расчлененность и т.д.

14.6. Круговорот энергии. Все виды энергии связаны законом эквивалентности и постепенно превращаются в тепловую, поэтому измеряются в калориях. Энергия Земли имеет 2 источника: внутренняя энергия З. и энергия С. и Космоса. Внутренняя энергия З. – 50 эрг/см 2 в сек, или 3Х10 17 ккал/год на всю поверхность З. Это преимущественно радиоактивное тепло. Внешняя энергия: Космос –1,4 Х 10 13 ккал/год. Основная энергия солнечная – 1,4 Х 10 21 ккал/год.

Незначительная часть энергии аккумулируется в биомассе зеленых растений в форме химической энергии, способной к дальнейшим превращениям. В готовом виде эта энергия затем используется всеми гетеротрофными организмами. Общее количество энергии, аккумулирующееся живым веществом биосферы, составляет около 10 19 ккал\год. Годовая продукция биомассы в энергетическом выражении составляет около 8х10 17 ккал. После отмирания организмов химическая энергия в результате окисления превращается в тепловую, часть ее аккумулируется гумусовой оболочкой, которая, в конце концов, тоже превращается в тепловую. Таким образом, Земля, сколько получает энергии, столько и отдает (частично аккумулируя).

В процессах круговорота вещества и энергии выражается связь частных географических оболочек и единство ГО.

14.7. Ландшафтная структура географической оболочки, природно-территориальные комплексы. ГО - огромный, покрывающий всю Землю, природный (географический комплекс). Его компоненты: вещество литосферы (горные породы), гидросферы (вода), атмосферы (воздух), организмы. Их сочетание можно наблюдать в любом месте на поверхности З., потому, что ГО сплошная. Сплошная, но не везде одинаковая. Развитие ГО привело к формированию так называемых ПТК (природно-территориальных комплексов), географических ландшафтов. Каждый ПТК – относительно однородный участок земной поверхности, который отличается от соседних характером взаимодействия между компонентами, главные из которых 1)рельеф с образующими его горными породами, 2) почвы с корой выветривания,3) воды, 4) воздух атмосферы, 5) живые организмы. Примерами ПТК служат ландшафт поймы реки, ландшафт моренного холма и др. При классификации простейшим элементом ПТК считается фация (иногда отождествляется с понятием биогеоценоз). Фации образуют ПТК более высокого порядка. Изучением ПТК, как не измененных, так и измененных деятельностью людей, занимается раздел физической географии, называемый большинством географов ландшафтоведением, где будет рассматриваться и иерархия ПТК.

Под ландшафтом все географы понимают природный комплекс, но одни распространяют это понятие на любой природный комплекс, независимо от его размеров и сложности (ландшафт = природный комплекс). Другие называют ландшафтом только природный комплекс определенного ранга, отличающийся индивидуальностью, неповторимостью в пространстве и во времени, и принимают его за основную единицу при физико–географическом районировании. В этом случае природные комплексы, более сложные, чем ландшафт, представляют собой объединения ландшафтов, менее сложные являются частями ландшафта.

ПТК планетарного масштаба - географические пояса и природные зоны . ПТК суши и Океана неодинаковы. На суше выделено огромное разнообразие ПТК. Чтобы убедиться в этом, достаточно совершить путешествие по меридиану от одного полюса до другого. При этом встретятся такие ПТК как полярные пустыни, степи умеренных широт, тропические леса и др. Расположение ПТК подчинены определенной закономерности, которая носит название широтной (горизонтальной) зональности. Зональность одна из основных закономерностей ГО, к которым относят также ее азональность, цельность, ритмичность, секторность, региональность.

14.8. Закон зональности и географической поясности природы земной поверхности выражаетзакономерные изменения всех компонентов ГО по направлениюот экватора к полюсам. Эти изменения - есть следствие шарообразной формы Земли, поверхность которой в процессе суточного и годового движения в потоке параллельных солнечных лучей получает различное количество тепла и света, в зависимости от широты.

Наклон земной оси обуславливает изменение притока солнечной энергии во времени для каждой широты, и, следовательно, изменения природных процессов и явлений внутри года.

Зональность затухает вверх и вниз от земной поверхности, что вызвано убыванием солнечной радиации (энергии), поэтому в пределах ГО выделяют ландшафтную сферу, прилегающую к земной поверхности. Зональность не прослеживается четко у верхней и нижней границы ГО.

Самые крупные зональные структуры ГО – природные (географические) пояса (ГП). Если сравнить карты климатического и природного районирования земного шара, то видно, что границы ГП совпадают с границами климатических поясов, более того, они имеют те же названия: экваториальный, 2 субэкваториальных, 2 тропических, 2 субтропических, 2 умеренных, 2 субполярных, 2 полярных (арктически и антарктический).

Относительная однородность температурных условий внутри климатических (а, следовательно, и ГП) обусловлена господством однородных типов воздушных масс, или закономерной их сменой. Как известно, выделяется 4 типа воздушных масс: экваториальный, тропический, умеренный и арктический (антарктический) . Свойства воздушных масс определяются в решающей степени условиями нагревания и охлаждения постилающей поверхности на тех или иных широтах, и, следовательно, воздуха, а также от других факторов. В соответствии с этим выделяются 7 основных климатических поясов – 1 экваториальный, 2 тропических, 2 умеренных (полярных), арктический и антарктический. В пределах этих поясов в течение всего года господствует одна воздушная масса. Кроме того, выделено 6 переходных климатических поясов , по 3 в каждом полушарии. Их названия начинаются с приставки «суб-» («почти»): субарктический, субантарктический, 2 субтропических, 2 субэкваториальных.

Выделение переходных поясов связано с особенностями формирования климатических условий при сезонной смене воздушных масс. Смена воздушных масс вызвана относительным перемещением зенитального положения Солнца в течение года. В момент летнего солнцестояния северного полушария (22 июня) границы распространения воздушных масс смещаются вслед за зенитальным лучом Солнца и занимают крайнее северное положение. Наоборот, в день летнего солнцестояния южного полушария, воздушные массы смещаются в южном направлении и их границы занимают крайнее южное положение. В пределах переходных климатических поясов, таким образом, в течение года погоду и климат формируют две воздушные массы (воздушные массы основных поясов, расположенных либо севернее, либо южнее): в субарктическом летом находится воздух умеренных широт, а зимой – арктический, в субтропическом летом – тропический, зимой - умеренный (он же полярный воздух), в субэкваториальном летом – экваториальный, зимой – тропический.

Всего выделено 13 климатических поясов, где условия формирования климата определяют свойства и режим смены названных воздушные масс.

Еще раз подчеркиваем, что решающим фактором деления ГО на ГП являются температурные различия, определяемые величиной температурного баланса, т.е. разницей между приходом и расходом тепла. Зональное распределение солнечной энергии в значительной степени определяет зональность облачности и увлажнения, циркуляции атмосферы и т.д.

ГП включают как участки материков, так и суши. Зональные различия в Океане прослеживаются на глубинах до 2 тыс. метров.

Внутри участков суши ГП выделяются природные зоны. Природные зоны отчетливо выделяются по преобладающему типу растительного покрова. Так, например, широко известны термины «зона тундры», «зона лесов», «зона пустынь», «зона степей», «зона субтропических лесов», «зона экваториальных лесов» и др. Всего выделено около 50 природных зон.

Главный критерий определения границ природных зон – соотношение тепла и влаги. Количественными показателями этого соотношения являются коэффициенты увлажнения, индексы сухости, гидротермические коэффициенты, на которые опираются исследователи, которые занимаются вопросами ландшафтного (физико-географического) районирования.

Коэффициент увлажнения (Н.Н. Иванова) - отношение количества выпадающих за определенный период атмосферных осадков (R ) к величине испаряемости (E ) за тот же период, т.е. k = R : E , выраженное в процентах. Например, коэффициент увлажнения для СКО по этой формуле вычисляется как отношение слоя осадков (350 мм в год) к слою воды, которая может испариться с данной территории за год при существующем притоке солнечной энергии, (около 750 мм), т.е. 350мм:750мм х 100% = 47%.

Радиационный индекс сухости (по М.И.Будыко) - отношение годового радиационного баланса подстилающей поверхности (R ) к сумме тепла (Lr ), необходимой для испарения годового количества осадков (r ) на той же площади (L – скрытая теплота парообразования), т.е. R : Lr . Например, для СКО данный показатель может быть рассчитан следующим образом:

30 ккал/см 2 в год: (600 кал/г х 35 г) = 1,4, где30 ккал/см 2 в год - годовой радиационный баланс подстилающей поверхности СКО, 600кал/г – скрытая теплота испарения, 35г – объем в граммах слоя воды, выпадающего на 1 см 2 поверхности за год.

Гидротермический коэффициент Селянинова – величина К = (R х 10): сумма t , где R – сумма осадков в мм за период с температурами выше 10 0 , сумма t – сумма температур в градусах за то же время. Гидротермический коэффициент является характеристикой увлажненности территории (влагообеспеченности). Предполагается, что расход влаги на испарение в теплые месяцы года приближенно равен сумме температур, уменьшенной в 10 раз. По расчетам, северная граница степной полосы Европейской части России совпадает с изолинией K = 1, а северная граница полупустыни с изолинией K = 0,., Для СКО

K варьирует от 1,1 на севере, до 0,7 на юге области.

Поскольку обеспеченность влагой зависит не только от широты места, но и от множества других факторов (циркуляции атмосферы, рельефа, удаленности от океана и др.), то конфигурация природных зон бывает различной и зависит от комплекса региональных причин. Природные зоны имеют как широтное, так и меридиональное простирание, могут иметь изометричные формы.

14.9 Вертикальная поясность. Особенно велико влияние рельефа на соотношение тепла и влаги, обуславливающие формирование природных комплексов. Именно влиянием рельефа объясняется наличие вертикальной поясности в горных странах. С поднятием вверх убывает количество тепла (радиационного баланса), меняется увлажненность при сложной пересеченности рельефа (смятие поверхности в горные складки). Все вместе взятое приводит к формированию в горах природных комплексов, обладающих чертами, не свойственными равнинным странам.

В горах каждого ГП – свои сочетания высотных поясов, сменяющихся последовательно от подножия к вершине. Пояс подножия соответствует горизонтальной зоне, места, где находится склон горной системы. Полнота спектра зон высотной поясности, таким образом, зависит от положения горной страны и высоты. Важное значение в формировании зон вертикальной поясности имеет экспозиция склонов (наветренный или подветренный склон и т.д.), определяющих опять же, в конечном счете, соотношение тепла и влаги.

Высотные пояса могут замещаться, выпадать, меняться местами и т.д.

14.10. Асимметричность (азональность) географической оболочки. Наряду с практически симметричным расположение ГП (их повторяемость в северном и южном полушариях относительно экватора) в ГО давно замечено наличие асимметричности. Последняя выражается не в полном проявлении зональной симметричности и во многих других проявлениях свойств планеты. По обобщению академика К.К. Маркова, к проявлениям асимметричности относятся:

асимметричность фигуры Земли;

неодинаковое распределение суши и моря (19 и 39% суши соответственно в южном и северном полушариях);

состояние атмосферы (давление, циркуляция);

различия в температуре (в северном полушарии 15,2 0 , в южном 13,3 0 С);

амплитуды температур меньше в южном полушарии, по сравнению с северным;

состояние современного оледенения (различия в возрасте, динамике и др.);

течение «Западный дрейф» имеется только в южном полушарии;

не все природные зоны повторяются в каждом из полушарий (в южном отсутствуют зоны тундры, лесотундры, тайги, смешанных лесов).

14.11. Целостность географической оболочки – связана с тем, она является сложным природным комплексом, природной системой, все компоненты которой находятся во взаимных связях и зависимостях. Изменение одного компонента вызывает цепь реакций, вплоть до разрушения. В последнее время все большее и большее влияние оказывает человек на развитие сложившихся связей в природных комплексах. Например, Д.Л. Арманд в своей книге «Нам и внукам» пишет: « В американской литературе описан случай, когда гербициды улучшили травостой лугов, но одновременно погубили ивняки, служившие пищей бобрам. Бобры покинули реку, высокий уровень которой поддерживался плотинами. Плотины постепенно разрушились, река обмелела, погибла водившаяся в ней форель и др. рыба. Затем понизился во всей местности уровень грунтовых вод и богатые поемные луга, ради которых были применены гербициды, осуходолились и потеряли ценность. Задуманное мероприятие не сработало, потому что люди попытались воздействовать лишь на одно звено сложного переплетения причин и следствий»

14.12. Ритмичность географической оболочки – повторяемость сходных процессов и явлений во времени. Мы уже рассматривали суточные, сезонные, годовые ритмы, 11-летние циклы солнечной активности, упоминали о повторяемости галактического года с периодом 180-200 млн. лет. Повторяемость названных явлений известна, хотя не всегда мы еще знаем об их последствиях, о том, как они действуют при наложении друг на друга. Мы не знаем, вероятно, причин повторяемости некоторых других процессов и явлений. Например, причины периодичности оледенений и межледниковий четвертичного времени, изменений полярности магнитного поля Земли в геологическом прошлом, изменений климата и связанных с ним уровней внутренних водоемов суши и др.

14.13. Секторность географической оболочки - долготная смена ландшафтов. На материках выделяются западные приокеанические секторы, секторы центральных частей материков, восточные приокеанические территории с их специфическими чертами, связанными с влиянием океанов, океанических течений, направлением господствующих ветров, удаленностью от моря и т.д.

14.14. Региональность географической оболочки – наличие региональных особенностей внутри природных зон. Например, в пределах хвойных лесов умеренного пояса выделяют регионы с преобладанием кедра, или ели европейской, ели сибирской и т.д.

14.15. Система природа - население - общество. На начальных стадиях развития современной ГО шло формирование неорганической ее части – литосферы, гидросферы, атмосферы. Этот процесс шел по линии дифференциации соответствующей части вещества планеты, усложнения ее структуры и каждой входящей в нее геосферы. В ходе развития создались предпосылки для появления жизни.

Возникновение живой материи ознаменовало наступление качественно нового этапа развития системы. Живое вещество по мере своего развития и усложнения становится мощной геологической силой, которая привела к существенному изменению состава атмосферы, литосферы, появлению почвенного покрова, возникновению новых процессов (биогеохимических и др.). Образовалось сложное единство неорганических и биологических компонентов – биосфера.

Наконец, появление человеческого общества означало окончательное формирование архисложной системы взаимодействия трех форм движения материи – планетарной неорганической, биологической и социальной - современной ГО. Новое состояние биосферы в результате гигантской работы человечества В.И. Вернадский назвал ноосферой (сферой разума). Однако, все очевидней вывод о том, что далеко не все в ней разумно.

Коротко рассмотрим некоторые аспекты взаимодействия природы и человека (общества) – самой жгучей проблемы современности.

Устойчивость природной системы, ее упругость, ее способность и стремление к естественному равновесию, удивительны. В истории Земли происходили пертурбации геологические, климатические – трансгрессии, орогенезы, оледенения, но они, в конечном счете, служили природе, во всяком случае, живой – только на пользу. После такого «сжатия» природа-«пружина» вновь «расправлялась». Создавая трудности для существования, великие перемены приводили к уничтожению слабых родов и порождали иные, более приспособленные к открывающимся новым экологическим нишам, более выносливые и изворотливые.

Очевидно, также подействовал бы и пресс со стороны человека, если бы он продолжался в течение длительного геологического времени и медленно. Но он слишком кратковременен для создания новых видов, развивался и развивается стремительно, хотя какое-то время влияние человеческого общества по интенсивности и содержанию не отличалось от влияния животного мира. Люди занимались собирательством. Крупный рубеж в деле изменения природной среды – переход от собирательства к хозяйству. С развитием скотоводства, и особенно земледелия (подсечное на первых порах), воздействие человека на природу резко усилилось. Особенно пострадали леса. Ранее всего леса начали уничтожать в Западной Европе. Древних европейцев окружал зеленый океан. За 3 тысячи лет в Европе были сведены леса на площади около 600 млн.га. Практически Европа обезлесена (естественные леса сохранились лишь в Восточной Европе, в Скандинавии и в горах).

В настоящее время леса Западной Европы, также страдают, но уже по причине «сернистых дождей». Такие дожди возникают при соединение атмосферной влаги с сернистым газом – продуктом горения. От сгорания 10т угля образуется 1т сернистого газа. При высокой концентрации промышленных предприятий образуется огромное количество сернистого газа, и кислотные дожди губят леса, все живое в реках, озерах. В Западной Германии создана политическая партия «зеленых», выступающая за охрану окружающей среды; и один из лозунгов этой партии: «Сначала умрет лес, потом умрем мы».

Но особенно показательна и плачевна судьба североамериканских лесов, где с «энергией и энтузиазмом вступили колонисты на девственную землю. Началось такое изменение поверхности Земли, подобного которому еще не знала история. …Белые обитатели этой новой страны в своем завоевании «пустыни» и «покорении запада» поставили потрясающий рекорд опустошения и разрушения». Миллионы га склонов, когда-то покрытых величественными лесами, были оголены плоскостным смывом; бесконечные овраги пересекли когда-то богатейшие земли. За 100 лет в Сев. Америке было вырублено 540 млн. га лесов. Следствие - катастрофическая водная и ветровая эрозия, песчаные бури, наводнения, летние засухи. Сейчас США только на 60% покрывают расходы кислорода, расходуемого их промышленностью, Швейцария – лишь 25%. Потому, что леса-это легкие планеты. Это одни из множества печальных примеров нарушения сложившихся равновесий в природных системах, имеющих огромные негативные последствия.

Значительно сокращена также площадь тропических и экваториальных лесов. Во «Всемирной стратегии охраны природы» говорится, что отступление их идет со скоростью 44га в мин. Если отступление лесов будет идти по нарастающей степени, как было до сих пор, то в текущем столетии придется выращивать леса «на кислород».

В последующие десятилетия весьма острой становится проблема загрязнения воздуха.

Антропогенных загрязнений в настоящее время вырабатывается больше, чем поставляют их вулканы, Особенно много: 1) автомобили (60% всех загрязнений воздуха в США); 2) промышленные предприятия (о сернистом газе уже говорилось, но кроме него и другие вредные выбросы – дым, сажа, СО 2 и т. д.; пыль трущихся деталей – в пыль превращается ¼ металла производимого в год (в городах почва содержит в 10 раз больше металлической пыли, чем в сельской местности). Одна машина в год дает 10 кг резиновой пыли подсчитано, что на 1970г. в атмосферу выбрасывалось почти 40 млрд. т. различных продуктов производства, а к 2000 году эта цифра возрастет до 100 млрд. т.

Также угрожающе остра проблема сохранения почв. Пашня в настоящее время составляет 10% суши (1450 млн. га.); это означает, что на душу населения в мире приходится 0,5 га. На территории бывшего СССР на каждого жителя в среднем приходится 0,8-0,9 га, в США – 1,0 га, в Канаде – 2,0 га. Чтобы удовлетворить все нужды человека при современной урожайности сельскохозяйственных культур на 1 человека требуется 1га пашни, правда, урожайность зависит от качества почв, от климатических особенностей и т.д. Поэтому человек старается улучшить качество почв, повысить плодородие: правильная обработка, удобрения, осушение, обводнение, орошение, защита от эрозии – это все дает положительный эффект. В то же время имеет место и обратный процесс: эрозия, загрязнение химическими веществами, засоление, заболачивание, отведение под постройки, водохранилища, карьеры, отвалы, объекты коммуникаций и т. д.

Особенно опасно химическое загрязнение - ежегодно вырабатывается 30 тыс. химических веществ - моющие средства, химические удобрения, гербициды, пестициды и др. Загрязнение среды обитания опасно тем, что в биологический круговорот вовлекаются многие вредные, токсичные вещества, и по пищевым цепям они попадают в организм человека. А это чревато многими нежелательными последствиями. Опасно также радиационное загрязнение: на острове Бикини в начале 50-х годов испытывалось ядерное оружие – жизни нет до сих пор на острове.

Ущерб от негативных процессов принял угрожающие размеры: уменьшение площади почв идет в 1000 раз быстрее, чем их образование. Утрачено около 20 млн. км 2 почв. Не менее остра проблема пресной воды. Основная проблема: загрязнение поверхностных вод суши (загрязнено около 40% речного стока) и недостаток ее во многих индустриальных и аграрных районах.

Общеизвестны факты безвозвратных, невосполнимых потерь в животном и растительном мире. Исчезло 105 видов растений и животных (бизоны, морская корова и др.); 600 видов в настоящее время близки к исчезновению; часть их восстанавливается, особо охраняется.

До определенного периода бремени биосфера могла считаться для человечества беспредельной средой жизни, не ставящей никаких ограничений для его экономического развития. Ресурсы казались неистощимыми и природная среда незыблемой. Но уже во П половине Х1Х века была осознана глобальность воздействий человечества на природу (большая заслуга в этом академика В.И. Вернадского). Однако потребовался целый век, чтобы было глубоко и повсеместно понята истина, об обратном воздействии измененной людьми природы на человека, на его хозяйство. Чтобы достаточно ясно вырисовались в сознании людей размеры опасности, которая возникла из-за нарушения равновесия в системе «природа-человек-общество».

Основные противоречия, возникшие между современным общество и природой, заключаются в следующем:

природа- источник сырья для материального производства и одновременно – среда обитания; увеличивая добычу, человек ухудшает для себя качество среды;

для развития экономики нужны все большие объемы природных материалов, но чем быстрее темпы, тем хуже среда обитания;

НТП – мощный фактор давления на природу, но и одновременно - рычаг для конструктивный действий по охране окружающей среды.

К положительным воздействиям следует отнести выведение огромного количества новых пород животных, сортов растений, и их культивирование, обогащение почв органо - минеральными удобрениями, повышающими плодородие, осушение болот, орошение засушливых территорий, уничтожение болезнетворных микроорганизмов, поиск и производство новых материалов, позволяющих сокращать изъятие природных ресурсов, новые ресурсосберегающие, мало - о безотходные технологии и т.д.

14.16 Проблема использования природных ресурсов. В настоящее время человечество осознало исчерпаемость природных ресурсов, оказавшись перед фактом растущего их дефицита. Одной их главных проблем стало обеспечение сырьем и энергоресурсами. Широкое осознание проблемы ресурсов произошло в 70-е годы прошлого столетия, когда наметились энергетический, сырьевой, экологический кризисы. Почему? Проблемы следует разделить на региональные и глобальные.

Региональные: разные страны имеют разную обеспеченность минерально-сырьевыми ресурсами в зависимости от геологического строения и размещения полезных ископаемых (нефтегазоносные и рудные пояса, провинции, зоны и т.д.).

Глобальные: наблюдается многократное увеличение объемов изымаемых природных материалов. Если в древние века использовалось 19 химических элементов, в начале ХХ века – 60, то теперь – все, встречающиеся в природе, и сотни тысяч искусственных веществ. Если в 1913 г. на одного человека в среднем добывалось 4,9 т, в 1940 – 7,4 т, в 1985 – 28 т, то в 2000 – 35-40 т. За последние 30-35 леи использовано примерно столько же сырья, сколько за всю предшествующую историю. Изымается ежегодно 1000 млрд. т., в то время как полезного компонента (конечный продукт) получают 1-2% (98-99% -это отходы).

Природные ресурсы делятся на исчерпаемые и неисчерпаемые (солнечная радиация, речной сток, ветер). Первые подразделяются на возобновляемые (плодородие почв, растительность, животный мир, компоненты атмосферы) и невозобновляемые (минерально-сырьевые – руды, нефть, газ, уголь и т.д.).

Исчерпаемость зависит от запасов (разведанных и неразведанных) и от темпов добычи. По мере истощения невозобновимых ресурсов возрастают технологическая сложность и энергоемкость добычи. Использование доступных и богатых полезными компонентами месторождений уходит в прошлое. Общество вынуждено переходить на использование бедных руд, добывать их в отдаленных и труднодоступных местах.

Судя по темпам добычи, через несколько десятилетий будут исчерпаны обнаруженные в недрах запасы алмазов, руд меди, свинца, ртути, кадмия, олова, цинка (Табл.1), вольфрама, золота, серебра. Ограничены запасы урана. НТП позволяет проникать все глубже в недра: нефть добывают уже с глубин около 8 км, глубина шахт достигает 4 км, карьеров – 800 м.

Возможно, появятся технологии по добыче железо-марганцевых конкреций со дна Океана (Cu, Ni, Co, Fe, Mn), запасы которых только на дне Тихого океана оцениваются в 100 млрд.т. В перспективе возможна добыча полезных компонентов из морской воды (йод, U, NaCl и др.), а также путем переработки гранита. В 100 т гранита содержится урана и тория эквивалентного 5 тыс.т. угля, кроме того, - около 8 т алюминия, 5 т железа, 0,5 т титана, 80 кг марганца, 30 кг хрома, 17 кг никеля и др.

Острая нехватка полезных ископаемых ощущается в Японии, Англии, Франции, Германии, Италии, Голландии, Бельгии и т.д.

Количество лет, на которые хватит мировых запасов некоторых руд при производстве металлов на уровне 1992 года; Р-разведанные, П-прогнозные запасы

Таблица 1

Добыча и разведка нефти в Северном море дороже, чем на Среднем Востоке в 15-17 раз. Запасы шельфа Антарктиды составляют по подсчетам 6 млрд. т нефти и 11,5 трлн. м куб. газа, но добывать их очень сложно и дорого.

Экологические проблемы усугубляются диспропорциями в распределении, как ресурсов, так и потребления производимой продукции. Около 30 лет назад Всемирной комиссией ООН по окружающей среде и развитию под руководством Гру Харлем Брунтланд был подготовлен доклад «Наше общее будущее», который предшествовал проведению Всемирного форума Рио-92. В этом докладе был сделан однозначный вывод: бедность является главной причиной и следствием глобальных экологических проблем. Поэтому безнадежно пытаться решать их без более широкого рассмотрения факторов, вызывающих бедность в мире и международное неравенство. Основную долю получаемой в мире продукции потребляет лишь четверть населения земного шара («золотой миллиард»). «Перепотребление» этой частью населения, по заключению комиссии, - основная причина истощения ресурсов и загрязнения окружающей среды.

Распределение мирового потребления, в среднем за 1980-1982 гг., в %