Географи́ческая оболо́чка - в российской географической науке под этим понимается целостная и непрерывная оболочка Земли, где её составные части: верхняя часть литосферы (земная кора), нижняя часть атмосферы (тропосфера, стратосфера, гидросфера и биосфера) — а также антропосфера проникают друг в друга и находятся в тесном взаимодействии. Между ними происходит непрерывный обмен веществом и энергией.

Верхнюю границу географической оболочки проводят по стратопаузе, так как до этого рубежа сказывается тепловое воздействие земной поверхности на атмосферные процессы; границу географической оболочки в литосфере часто совмещают с нижним пределом области гипергенеза (иногда за нижнюю границу географической оболочки принимают подножие стратисферы, среднюю глубину сейсмических или вулканических очагов, подошву земной коры, уровень нулевых годовых амплитуд температуры). Географическая оболочка полностью охватывает гидросферу, опускаясь в океане на 10-11 км ниже уровня моря, верхнюю зону земной коры и нижнюю часть атмосферы (слой мощностью 25 – 30 км). Наибольшая толщина географической оболочки близка к 40 км. Географическая оболочка является объектом исследования географии и её отраслевых наук.

Несмотря на критику термина «географическая оболочка» и сложности для его определения активно используется в географии и является одним из основных понятий в российской географии.

Представление о географической оболочке как о «наружной сфере земли» введено русским метеорологом и географом П. И. Броуновым (1910). Современное понятие разработано и введено в систему географических наук А. А. Григорьевым (1932). Наиболее удачно история понятия и спорные вопросы рассмотрены в трудах И. М. Забелина.

Понятия, аналогичные понятию географической оболочки, есть и в зарубежной географической литературе (земная оболочка А. Гетнера и Р. Хартшорна, геосфера Г. Кароля и др.). Однако там географическая оболочка рассматривается обычно не как природная система, а как совокупность природных и общественных явлений.

Существуют другие земные оболочки на границах соединения различных геосфер.

2 СТРУКТУРА ГЕОГРАФИЧЕСКОЙ ОБОЛОЧКИ

Рассмотрим основные структурные элементы географической оболочки.

Земная кора - это верхняя часть твёрдой земли. От мантии отделена границей с резким повышением скоростей сейсмических волн - границей Мохоровичича. Толщина коры колеблется от 6 км под океаном, до 30-50 км на континентах. Бывает два типа коры - континентальная и океаническая. В строении континентальной коры выделяют три геологических слоя: осадочный чехол, гранитный и базальтовый. Океаническая кора сложена преимущественно породами основного состава, плюс осадочный чехол. Земная кора разделена на различные по величине литосферные плиты, двигающиеся относительно друг друга. Кинематику этих движений описывает тектоника плит.

Рисунок 1 – Структура заемной коры

Кора есть на Марсе и Венере, Луне и многих спутниках планет-гигантов. На Меркурии, хотя он и принадлежит к планетам земной группы, кора земного типа отсутствует. В большинстве случаев она состоит из базальтов. Земля уникальна тем, что обладает корой двух типов: континентальной и океанической.

Масса земной коры оценивается в 2,8·1019 тонн (из них 21 % - океаническая кора и 79 % - континентальная). Кора составляет лишь 0,473 % общей массы Земли

Океаническая кора состоит главным образом из базальтов. Согласно теории тектоники плит, она непрерывно образуется в срединно-океанических хребтах, расходится от них и поглощается в мантию в зонах субдукции. Поэтому океаническая кора относительно молодая, и самые древние её участки датируются поздней юрой.

Толщина океанической коры практически не меняется со временем, поскольку в основном она определяется количеством расплава, выделившегося из материала мантии в зонах срединно-океанических хребтов. До некоторой степени влияние оказывает толщина осадочного слоя на дне океанов. В разных географических областях толщина океанической коры колеблется в пределах 5-7 километров.

В рамках стратификации Земли по механическим свойствам, океаническая кора относится к океанической литосфере. Толщина океанической литосферы, в отличие от коры, зависит в основном от её возраста. В зонах срединно-океанических хребтов астеносфера подходит очень близко к поверхности, и литосферный слой практически полностью отсутствует. По мере удаления от зон срединно-океанических хребтов толщина литосферы сначала растет пропорционально её возрасту, затем скорость роста снижается. В зонах субдукции толщина океанической литосферы достигает наибольших значений, составляя 120-130 километров.

Континентальная кора имеет трёхслойное строение. Верхний слой представлен прерывистым покровом осадочных пород, который развит широко, но редко имеет большую мощность. Большая часть коры сложена под верхней корой - слоем, состоящим главным образом из гранитов и гнейсов, обладающим низкой плотностью и древней историей. Исследования показывают, что большая часть этих пород образовались очень давно, около 3 миллиардов лет назад. Ниже находится нижняя кора, состоящая из метаморфических пород -гранулитов и им подобных.

Земную кору составляет сравнительно небольшое число элементов. Около половины массы земной коры приходится на кислород, более 25% - на кремний. Всего 18 элементов: O, Si, Al, Fe, Ca, Na, K, Mg, H, Ti, C, Cl, P, S, N, Mn, F, Ba - составляют 99,8 % массы земной коры.

Определение состава верхней континентальной коры стало одной из первых задач, которую взялась решать молодая наука геохимия. Собственно из попыток решения этой задачи и появилась геохимия. Эта задача весьма сложна, поскольку земная кора состоит из множества пород разнообразного состава. Даже в пределах одного геологического тела состав пород может сильно варьировать. В разных районах могут быть распространены совершенно разные типы пород. В свете всего этого и возникла задача определения общего, среднего состава той части земной коры, что выходит на поверхность на континентах. С другой стороны, сразу же возник вопрос о содержательности этого термина.

Следующую попытку определить средний состав земной коры предпринял Виктор Гольдшмидт. Он сделал предположение, что ледник, двигающийся по континентальной коре, соскребает все выходящие на поверхность породы, смешивает их. В результате породы, отлагающиеся в результате ледниковой эрозии, отражают состав средней континентальной коры. Гольдшмидт проанализировал состав ленточных глин, отлагавшихся в Балтийском море во время последнего оледенения. Их состав оказался удивительно близок к среднему составу, полученному Кларком. Совпадение оценок, полученных столь разными методами, стало сильным подтверждением геохимических методов.

Впоследствии определением состава континентальной коры занимались многие исследователи. Широкое научное признание получили оценки Виноградова, Ведеполя, Ронова и Ярошевского.

Некоторые новые попытки определения состава континентальной коры строятся на разделении её на части, сформированные в различных геодинамических обстановках.

Верхняя граница тропосферы находится на высоте 8-10 км в полярных, 10-12 км в умеренных и 16-18 км в тропических широтах; зимой ниже, чем летом. Нижний, основной слой атмосферы. Содержит более 80 % всей массы атмосферного воздуха и около 90 % всего имеющегося в атмосфере водяного пара. В тропосфере сильно развиты турбулентность и конвекция, возникают облака, развиваются циклоны и антициклоны. Температура убывает с ростом высоты со средним вертикальным градиентом 0,65°/100 м.

За «нормальные условия» у поверхности Земли приняты: плотность 1,2 кг/м3, барометрическое давление 101,34 кПа, температура плюс 20 °C и относительная влажность 50 %. Эти условные показатели имеют чисто инженерное значение.

Стратосфе́ра (от лат. stratum – настил, слой) - слой атмосферы, располагающийся на высоте от 11 до 50 км. Характерно незначительное изменение температуры в слое 11-25 км (нижний слой стратосферы) и повышение её в слое 25-40 км от −56,5 до 0,8 С (верхний слой стратосферы или область инверсии). Достигнув на высоте около 40 км значения около 273 К (почти 0 °C), температура остаётся постоянной до высоты около 55 км. Эта область постоянной температуры называется стратопаузой и является границей между стратосферой и мезосферой.

Именно в стратосфере располагается слой озоносферы («озоновый слой») (на высоте от 15-20 до 55-60 км), который определяет верхний предел жизни в биосфере. Озон (О3) образуется в результате фотохимических реакций наиболее интенсивно на высоте ~30 км. Общая масса О3 составила бы при нормальном давлении слой толщиной 1,7-4,0 мм, но и этого достаточно для поглощения губительного для жизни ультрафиолетового излучения Солнца. Разрушение О3 происходит при его взаимодействии со свободными радикалами, NO,галогенсодержащими соединениями (в т. ч. «фреонами»).

В стратосфере задерживается большая часть коротковолновой части ультрафиолетового излучения (180-200 нм) и происходит трансформация энергии коротких волн. Под влиянием этих лучей изменяются магнитные поля, распадаются молекулы, происходит ионизация, новообразование газов и других химических соединений. Эти процессы можно наблюдать в виде северных сияний, зарниц и других свечений.

В стратосфере и более высоких слоях под воздействием солнечной радиации молекулы газов диссоциируют - на атомы (выше 80 км диссоциируют СО2 и Н2, выше 150 км - О2, выше 300 км - Н2). На высоте 200-500 км в ионосфере происходит также ионизация газов, на высоте 320 км концентрация заряженных частиц (О+2, О−2, N+2) составляет ~ 1/300 от концентрации нейтральных частиц. В верхних слоях атмосферы присутствуют свободные радикалы - ОН , НО 2 и др.

В стратосфере почти нет водяного пара.

Тропосфе́ра (др.-греч. τροπή - «поворот», «изменение» иσφαῖρα - «шар»)- нижний, наиболее изученный слой атмосферы, высотой в полярных областях 8-10 км, в умеренных широтах до 10-12 км, на экваторе- 16-18 км.

При подъёме в тропосфере температура понижается в среднем на 0,65 К через каждые 100 м и достигает 180÷220 К (-90 ÷ -53° C) в верхней части. Этот верхний слой тропосферы, в котором снижение температуры с высотой прекращается, называют тропопаузой. Следующий, расположенный выше тропосферы, слой атмосферы называется стратосфера.

В тропосфере сосредоточено более 80% всей массы атмосферного воздуха, сильно развиты турбулентность и конвекция, сосредоточена преобладающая часть водяного пара, возникают облака, формируются иатмосферные фронты, развиваются циклоны и антициклоны, а также другие процессы, определяющие погоду и климат. Происходящие в тропосфере процессы обусловлены, прежде всего, конвекцией.

Часть тропосферы, в пределах которой на земной поверхности возможно зарождение ледников, называется ионосфера.

Гидросфе́ра (от др.-греч. Yδωρ - вода и σφαῖρα - шар) - это водная оболочка Земли.

Она образует прерывистую водную оболочку. Средняя глубина океана составляет 3850 м, максимальная (Марианская впадина Тихого океана) - 11 022 метра. Около 97 % массы гидросферы составляют соленые океанические воды, 2,2 % - воды ледников, остальная часть приходится на подземные, озерные и речные пресные воды. Общий объём воды на планете около 1 532 000 000 кубических километров. Масса гидросферы примерно 1,46*10 21 кг. Это в 275 раз больше массы атмосферы, но лишь 1/4000 от массы всей планеты. Гидросферу на 94% составляют воды Мирового океана, в которых растворены соли (в среднем 3,5%), а также ряд газов. Верхний слой океана содержит 140 трлн тонн углекислого газа, а растворенного кислорода - 8 трлн тонн. Область биосферы в гидросфере представлена во всей ее толще, однако наибольшая плотность живого вещества приходится на поверхностные прогреваемые и освещаемые лучами солнца слои, а также прибрежные зоны.

В общем виде принято деление гидросферы на Мировой океан, континентальные воды и подземные воды. Большая часть воды сосредоточена в океане, значительно меньше - в континентальной речной сети и подземных водах. Также большие запасы воды имеются в атмосфере, в виде облаков и водяного пара. Свыше 96 % объёма гидросферы составляют моря и океаны, около 2 % - подземные воды, около 2 % - льды и снега, около 0,02 % - поверхностные воды суши. Часть воды находится в твёрдом состоянии в виде ледников, снежного покрова и в вечной мерзлоте, представляя собой криосферу.

Поверхностные воды, занимая сравнительно малую долю в общей массе гидросферы, тем не менее играют важнейшую роль в жизни наземной биосферы, являясь основным источником водоснабжения, орошения и обводнения.

Биосфе́ра (от др.-греч. βιος - жизнь и σφαῖρα - сфера, шар) - оболочка Земли, заселённая живыми организмами, находящаяся под их воздействием и занятая продуктами их жизнедеятельности; «пленка жизни»; глобальная экосистема Земли.

Биосфера - оболочка Земли, заселённая живыми организмами и преобразованная ими. Биосфера начала формироваться не позднее, чем 3,8 млрд. лет назад, когда на нашей планете стали зарождаться первые организмы. Она проникает во всю гидросферу, верхнюю часть литосферы и нижнюю часть атмосферы, то есть населяет экосферу. Биосфера представляет собой совокупность всех живых организмов. В ней обитает более 3 000 000 видов растений, животных, грибов и бактерий. Человек тоже является частью биосферы, его деятельность превосходит многие природные процессы и, как сказал В. И. Вернадский: «Человек становится могучей геологической силой».

Французский учёный-естествоиспытатель Жан Батист Ламарк в начале XIX в. впервые предложил по сути дела концепцию биосферы, ещё не введя даже самого термина. Термин «биосфера» был предложен австрийским геологом и палеонтологом Эдуардом Зюссом в 1875 году.

Целостное учение о биосфере создал биогеохимик и философ В. И. Вернадский. Он впервые отвёл живым организмам роль главнейшей преобразующей силы планеты Земля, учитывая их деятельность не только в настоящее время, но и в прошлом.

Существует и другое, более широкое определение: Биосфера - область распространения жизни на космическом теле. При том, что существование жизни на других космических объектах, помимо Земли пока неизвестно, считается, что биосфера может распространяться на них в более скрытых областях, например, в литосферных полостях или в подлёдных океанах. Так, например, рассматривается возможность существования жизни в океане спутника Юпитера Европы.

Биосфера располагается на пересечении верхней части литосферы, нижней части атмосферы и занимает практически всю гидросферу.

Верхняя граница в атмосфере: 15-20 км. Она определяется озоновым слоем, задерживающим коротковолновое ультрафиолетовое, губительное для живых организмов.

Нижняя граница в литосфере: 3,5-7,5 км. Она определяется температурой перехода воды в пар и температурой денатурации белков, однако в основном распространение живых организмов ограничивается вглубь несколькими метрами.

Граница между атмосферой и литосферой в гидросфере: 10-11 км. Определяется дном Мирового Океана, включая донные отложения.

Биосферу слагают следующие типы веществ:

Живое вещество - вся совокупность тел живых организмов, населяющих Землю, физико-химически едина, вне зависимости от их систематической принадлежности. Масса живого вещества сравнительно мала и оценивается величиной 2,4…3,6·1012 т (в сухом весе) и составляет менее одной миллионной всей биосферы (ок. 3·1018 т), которая, в свою очередь, представляет собой менее одной тысячной массы Земли. Но это одна «из самых могущественных геохимических сил нашей планеты», поскольку живое вещество не просто населяет биосферу, а преобразует облик Земли. Живое вещество распределено в пределах биосферы очень неравномерно.

Биогенное вещество - вещество, создаваемое и перерабатываемое живым веществом. На протяжении органической эволюции живые организмы тысячекратно пропустили через свои органы, ткани, клетки, кровь всю атмосферу, весь объём мирового океана, огромную массу минеральных веществ. Эту геологическую роль живого вещества можно представить себе по месторождениям угля, нефти, карбонатных пород и т. д.

Косное вещество - продукты, образующиеся без участия живых организмов.

Биокосное вещество, которое создается одновременно живыми организмами и косными процессами, представляя динамически равновесные системы тех и других. Таковы почва, ил, кора выветривания и т. д. Организмы в них играют ведущую роль.

Вещество, находящееся в радиоактивном распаде.

Рассеянные атомы, непрерывно создающиеся из всякого рода земного вещества под влиянием космических излучений.

Вещество космического происхождения.

Весь слой воздействия жизни на неживую природу называется мегабиосферой, а вместе с артебиосферой - пространством человекообразной экспансии в околоземном пространстве - панбиосферой.

Субстратом для жизни в атмосфере микроорганизмов (аэробионтов) служат водные капельки - атмосферная влага, источником энергии - солнечная энергия и аэрозоли. Примерно от верхушек деревьев до высоты наиболее частого расположения кучевых облаков простирается тропобиосфера (с тропобионтами; это пространство - более тонкий слой, чем тропосфера). Выше ростирается слой крайне разреженной микробиоты - альтобиосфера (с альтобионтами). Выше простирается пространство, куда организмы проникают случайно и не часто и не размножаются - парабиосфера. Выше расположена апобиосфера.

Геобиосферу населяют геобионты, субстратом, а отчасти и средой жизни для которых служит земная твердь. Геобиосфера состоит из области жизни на поверхности суши - террабиосфера (с террабионтами), разделяемую на фитосферу (от поверхности земли до верхушек деревьев) и педосферу (почвы и подпочвы; иногда сюда включают всю кору выветривания) и жизнь в глубинах Земли -литобиосфера (с литобионтами, живущими в порах горных пород, главным образом в подземных водах). На больших высотах в горах, где уже невозможна жизнь высших растений, расположена высотная часть террабиосферы - эоловая зона (с эолобионтами). Литобиосфера распадается на слой, где возможна жизнь аэробов - гипотеррабиосфера и слой, где возможно лишь обитание анаэробов - теллуробиосфера. Жизнь в неактивной форме может проникать глубже - в гипобиосферу. Метабиосфера - все биогенные и биокосные породы. Глубже расположена абиосфера.

В глубинах литосферы есть 2 теоретических уровня распространения жизни - изотерма 100 °C, ниже которой вода при нормальном атмосферном давлении вода кипит, и изотерма 460 °C, где при любом давлении вода превращается в пар, т. е. в жидком состоянии быть не может.

Гидробиосфера - весь глобальный слой воды (без подземных вод), населённый гидробионтами - распадается на слой континентальных вод - аквабиосфера (с аквабионтами) и область морей и океанов - маринобиосфера (с маринобионтами). Выделяют 3 слоя - относительно ярко освещённую фотосферу, всегда очень сумеречную дисфотосферу (до 1 % солнечной инсоляции) и слой абсолютной темноты - афотосфера.

Достижения в области сейсмологии дали человечеству более подробное знание о Земле и слоях, из которых она состоит. Каждый слой имеет собственные свойства, состав и характеристики, которые влияют на основные процессы, происходящие на планете. Состав, строение и свойства географической оболочки определяются ее основными составляющими.

Представления о Земле в разные времена

Издревле люди стремились понять формирование и состав Земли. Самые ранние предположения носили исключительно ненаучный характер, в виде мифов или религиозных басен с участием богов. В период античности и средневековья возникло несколько теорий о происхождении планеты и ее надлежащего состава. Наиболее древние теории представляли землю в виде плоской сферы или куба. Уже в 6 веке до нашей эры греческие философы стали рассуждать о том, что земля на самом деле круглая и имеет в своем составе минералы и металлы. В 16 веке было выдвинуто предположение о том, что Земля состоит из концентрических сфер, а внутри является полой. В начале 19 века горное дело и промышленная революция способствовали стремительному развитию науки о земле. Было обнаружено, что скальные образования были расположены по порядку их формирования во времени. Одновременно, геологи и естествоиспытатели стали понимать, что возраст окаменелости может быть определен с геологической точки зрения.

Исследование химического и геологического состава

Строение и свойства географической оболочки отличается от остальных слоев по химическому и геологическому составу, а также огромные различия имеются в температуре и давлении. Современное научное понимание внутренней структуры Земли основано на умозаключениях, сделанных с помощью сейсмического мониторинга вместе с измерениями гравитационного и магнитного полей. К началу 20 века развитие радиометрического датирования, которое используется для определения возраста минералов и горных пород, дало возможность получения более точных данных касательно истинного который составляет приблизительно 4-4,5 миллиарда лет. Развитие современных методов добычи полезных ископаемых и драгоценных металлов, а также растущее внимания к важности минералов и их природных распределение также способствовали стимулированию развития современной геологии, в том числе знание о том, какие слои входят в состав географической оболочки земли.

Строение и свойства географической оболочки

Геосфера включает в себя гидросферу, опускаясь примерно на глубину десяти километров над уровнем моря, земную кору и часть атмосферы, простираясь в высоту до 30 километров. Наибольшее расстояние оболочки варьируется в пределах сорока километров. Этот слой испытывает на себе воздействие как наземных, так и космических процессов. Вещества встречаются в 3 физических состояниях, и могут состоять из мельчайших элементарных частиц, таких как атомы, ионы и молекулы, а также включать множество дополнительных многокомпонентных конструкций. Строение географической оболочки, как правило, рассматривают в виде общности природных и социальных явлений. Компоненты географической оболочки представлены в виде горных пород в земной коре, воздуха, воды, почвы и биогеоценозов.

Характерные особенности геосферы

Строение и свойства географической оболочки подразумевают наличие важного ряда характерных особенностей. К ним относятся: целостность, круговорот материи, ритм и постоянное развитие.

1. Целостность определяется итогами непрекращающегося обмена веществами и энергией, а сочетание всех составляющих соединяет их в одно материальное целое, где трансформация любого из звеньев может привести к глобальным переменам во всех остальных.
2. Географическая оболочка характеризуется наличием цикличного круговорота материи, например, атмосферной циркуляции и океанических поверхностных течений. Более сложные процессы сопровождаются изменением агрегатного состава вещества В других циклах есть химическое преобразование материи или так называемый биологический цикл.
3. Еще одной особенностью оболочки является ее ритм, то есть повторение во времени различных процессов и явлений. Вызвано это по большей части по воле астрономических и геологических сил. Есть 24-х часовые ритмы (смена дня и ночи), годовые ритмы ритмы, происходящие в течение века (например, 30-летние циклы, в которых наблюдаются колебания климата, ледников, уровней озер и объемов рек). Есть даже ритмы, происходящие на протяжении веков (например, чередование фазы прохладного и влажного климата с фазой горячего и сухого, происходящие раз в 1800-1900 лет). Геологические ритмы могут длиться от 200 до 240 миллионов лет и так далее.
4. Строение и свойства географической оболочки непосредственно связаны с непрерывностью развития.

Непрерывное развитие

Есть некоторые результаты и особенности непрерывного развития. Во-первых, существует местное разделение материков, океанов и морского дна. На это разграничение оказывают влияние пространственные особенности географической структуры, в том числе географическая и высотная зональность. Во-вторых, существует полярная асимметрия, проявляющаяся в наличии существенных различий Северного и Южного полушарий.

Это проявляется, например, в распределении материков и океанов, климатических поясов, состава флоры и фауны, видах и формах рельефов и ландшафтов. В-третьих, развитие в геосфере неразрывно связано с пространственной и природной неоднородностью. Это, в конечном итоге, приводит к тому, что в разных регионах одновременно могут наблюдаться различные уровни эволюционного процесса. Например, древний ледниковый период в различных частях земли начался и закончился в разное время. В определенных природных областях климат становится более влажным, в то время, как в других наблюдается совершенно обратная картина.

Литосфера

Строение географической оболочки включает в себя такой компонент, как литосфера. Это твердая, внешняя часть земли, простирающаяся на глубину около 100 километров. Этот слой включает кору и верхнюю часть мантии. Самый прочный и твердый слой Земли связывают с таким понятием, как тектоническая активность. Литосфера разделена на 15 крупных северо-американская, карибская, южноамериканская, шотландская, антарктическая, евразийская, аравийская, африканская, индийская, филиппинская, австралийская, тихоокеанская, Хуан де Фука, Кокос и Наска. Состав географической оболочки Земли на этих участках характеризуется наличием различных типов пород литосферной коры и мантии. Литосферная кора характеризуется континентальным гнейсом и океаническим габбро. Ниже этой границы, в верхних слоях мантии, встречается перидотит, породы в основном состоят из минералов оливина и пироксена.

Взаимодействие компонентов

В состав географической оболочки входят четыре природные геосферы: литосфера, гидросфера, атмосфера и биосфера. Вода испаряется из морей и океанов, ветры перемещают воздушные потоки на сушу, там образуются и выпадают осадки, которые возвращается в мировой океан различными путями. Биологический цикл растительного царства заключается в преобразовании неорганики в органику. После гибели живых организмов органические вещества возвращаются в земную кору, трансформируясь постепенно в неорганические.

Свойства географической оболочки:

1. Возможность аккумулирования и преобразования энергии солнечного света.
2. Наличие свободной энергии, необходимой для большого количества разнообразных природных процессов.
3. Уникальная способность производить биологическое разнообразие и служить естественной средой для жизни.
4. Свойства географической оболочки включают огромное разнообразие химических элементов.
5. Энергия поступает как из космоса, так и из глубинных земных недр.

Уникальность географической оболочки состоит в том, что на стыке литосферы, атмосферы и гидросферы зародилась органическая жизнь. Именно здесь появилось и развивается до сих пор все человеческое общество, используя для своей жизнедеятельности необходимые ресурсы. Географическая оболочка покрывает всю планету, поэтому ее называют планетарным комплексом, включающим в себя горные породы в составе земной коры, воздух и воду, почву и огромное биологическое разнообразие.

Эволюция земной коры на Земле привела к образованию атмосферы, гидросферы и биосферы. При этом сформировался планетарный природный комплекс, четыре компонента которого, то есть атмосфера, гидросфера, литосфера и биосфера находятся в постоянном взаимодействии и обмениваются веществом и энергией. Каждый компонент комплекса имеет свой химический состав, отличается присущими только ему свойствами. Они могут иметь твердое, жидкое или газообразное состояние, свою организацию вещества, закономерности развития, могут быть органическими или неорганическими.

Вступая во взаимодействие друг с другом эти природные компоненты оказывают взаимное влияют и приобретают новые свойства. Так, на земной поверхности в ходе длительного взаимодействия сфер сформировалась новая оболочка, обладающая своими, специфическими особенностями, которая была названа географической оболочкой. Учение о географической оболочке начало формироваться в начале 20 в. Географическая оболочка – основной объект физической географии.

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. За верхнюю границу часто принимается озоновый слой на высоте 25-30 км. Нижнюю границуеографической оболочки часто проводят по разделу Мохоровичича, то есть по астеносфере, являющейся подошвой земной коры.

Компоненты еографической оболочки сложены веществами разного состава, находящимися в разном состоянии. Они разграничиваются системой активных поверхностей, где происходит взаимодействие вещества и трансформируются потоки энергии. К ним относятся: береговая зона, атмосферные и океанические фронты, приледниковые зоны.

Особенности географической оболочки:

1. Географическая оболочка отличается очень большой сложностью состава и разнообразным состоянием вещества;

2. В ней сосредоточена жизнь и существует человеческое общество;

3. Все физико-географические процессы в этой оболочке протекают за счет солнечной и внутренней энергии Земли;

4. Все виды энергии поступают в оболочку, трансформируются в ней и частично консервируются.

Основных свойств географической оболочки четыре.

1. Ритмичность, связанная с солнечной активностью, движением Земли вокруг Солнца, движением Земли и Луны вокруг Солнца, солнечной системы вокруг центра галактики.

2. Круговорот веществ который делится на круговороты воздушных масс и водных потоков, которые образуют круговороты воздуха и влаги, круговороты минерального вещества и литосферные круговороты, биологические и биохимические круговороты.

3. Целостность и единство, которые проявляются в том, что изменение одного компонента природного комплекса неизбежно вызывает изменение всех остальных и всей системы, как целого. К тому же, изменения, произошедшие в одном месте, отражаются на всей оболочке, а иногда на какой-либо ее части – в другом месте. Единство и целостность географической оболочки обеспечивается системой перемещения вещества и энергии.

Очень важной особенностью географической оболочки является ее способность сохранять свои основные свойства в течение всей истории своего существования. За миллионы лет на Земле изменилось расположение материков, состав атмосферы, произошло образование и развитие биосферы. При этом осталась сущность географической оболочки, как зоны контакта между геосферами, где взаимодействуют эндогенные и экзогенные силы. Сохранились и основные ее свойства: присутствие воды в трех состояниях – жидком, твердом и газообразном, наличие устойчивых границ между атмосферой, гидросферой и литосферой, постоянство радиационного и теплового балансов, постоянство солевого состава Мирового океана и т. д. Поэтому географическую оболочку называют геостатом , то есть системой, которая способна автоматически поддерживать определенное состояние природной среды. В историческом плане географическая оболочка является самоорганизующейся системой, что приближает ее к биологическим системам.

Если мысленно разрезать географическую оболочку от верхней до нижней границы, то окажется, что нижний ярус представлен плотным веществом литосферы, а верхние ярусы – более легким веществом гидросферы и атмосферы. Такое устройство географической оболочки является результатом эволюции Земли, которая сопровождалась дифференциацией вещества: с выделением плотного вещества в центре Земли и более легкого – по периферии.

Многие физико-географические явления на земной поверхности распределяются в форме полос, вытянутых вдоль параллелей, или под некоторым углом к ним. Это свойство географических явлений называется зональностью.

Все компоненты географической оболочки несут на себе печать воздействия мирового закона зональности. Зональность отмечается для: климатических показателей, растительных группировок, типов почв. В основе зональности физико-географических явлений находится закономерность поступления на Землю солнечной радиации, приход которой убывает от экватора к полюсам.

На основе сочетания поступления тепла и влаги в различные районы земли формируется географическая поясность. Выделяется ряд географических поясов. Они внутренне неоднородны, что, прежде всего, связано с зональной циркуляцией атмосферы и переносом влаги. На этом основании выделяются секторы. Как правило, их 3: два океанических (западный и восточный) и один континентальный.

Секторность – это географическая закономерность, которая выражается в смене основных природных показателей по долготе: от океанов в глубь материков. Все зональные явления определяются эндогенной энергией. Схемы зональности нарушаются орографическими условиями территории.

Высотная поясность – это закономерная смена природных показателей от уровня моря к вершинам гор. Определяется она сменой климата с высотой, в первую очередь изменением количества тепла и влаги. Впервые высотная зональность была описана А. Гумбольдтом.

Иерархия геосистем

Иерархия природной геосистемы . Природная геосистема – исторически сложившаяся совокупность взаимосвязанных природных компонентов, характеризующаяся пространственной и временной организованностью, относительной устойчивостью, способностью функционировать как единое целое, продуцируя новое вещество. Геосистемы могут быть образованиями различной размерности.

Природные геосистемы имеют иерархическую структуру. Это означает, что все геосистемы состоят из нескольких элементов, и каждая геосистема входит в качестве структурного элемента в более крупные.

Существуют три категории геосистем (по пространственным размерам): планетарные (сотни млн. км 2) – ландшафтная оболочка в целом, материки и океаны, пояса, зоны; региональные – физико-географические страны, области провинции, районы; локальные – (от нескольких м 2 до нескольких тысяч м 2) местности, урочища, подурочища, фации.

Каждому из указанных геосистемных таксонов свойственны определенные круговороты вещества и энергии определенного масштаба – большой геологический, биогеохимический, биологический.

Ландшафтная оболочка подчиняется закону иерархической организации слагающих ее частей. В ее структуре участвуют природные геосистемы различных пространственно-временных масштабов. От самых крупных и долговечных образований, таких как океаны и материки, до маленьких и очень изменчивых. Они объединяются в многоступенчатую систему таксонов, именуемую иерархией природных геосистем. Из признания факта соподчиненности разноранговых геосистем происходит методологическое правило триады, согласно которому каждая природная геосистема должна изучаться не только сам по себе, но и обязательно как распадающаяся на подчиненные структурные элементы и одновременно как часть вышестоящего природного единства.

Предложено несколько вариантов таксономической классификации природных геосистем.

Итак, географы установили специфический объект своих исследований – географическая оболочка Земли . Она представляет собой сложное образование, состоящее из взаимодействующих главных земных сфер – литосферы, гидросферы, атмосферы, биосферы. Зона контакта сфер находится в фокусе взаимодействия Земли и космоса. В ней протекают сложные процессы.

Характерные особенности географической оболочки следующие:

1. Большое разнообразие вещественного состава . Оно значительно превышает разнообразные вещества, как в недрах Земли, так и в ее верхних (внешних) геосферах (ионосфере, экзосфере, магнитосфере). В географической оболочке вещество встречается в трех агрегатных состояниях – жидком, твердом и газообразном. В географической оболочке вещество обладает широким диапазоном физических характеристик – плотность, теплопроводность, вязкость, отражательная способность. Поражает большое разнообразие химического состава. Вещественные образования географической оболочки неоднородны по структуре . Выделяют косное, или неорганическое вещество, живое и биокосное (почва). Каждый названный тип вещества включает сотни и тысячи видов, а число видов живых организмов составляет от 1.5 до 2 миллионов (по разным оценкам).

2. Разнообразие поступающих в географическую оболочку видов энергии и форм ее преобразования . Например, световая энергия трансформируется в тепловую длинноволновую; в географической оболочке взаимодействуют потоки вещества и энергии, идущие из недр Земли и из космоса. Среди многочисленных трансформаций энергии особое место занимают процессы ее накопления. Например, в виде органического вещества, или энергии солнца, воды, магмы, биоэнергии.

3. Неравномерное распределение энергии по земной поверхности. Вызванное шарообразностью Земли, сложным соотношением суши и океана, ледников, рельефа и т.д. Все это определяет неравномерность географической оболочки. Это служит основой для возникновения разнообразных движений : потоков энергии, циркуляции воздуха, воды, почвенных растворов, миграции химических элементов, химических реакций и т.д.

4. Движения вещества и энергии связывают все части географической оболочки, обусловливая ее целостность . Можно сказать, что целостность географической оболочки – это главное ее свойство. Географическая оболочка характеризуется диалектическим единством двух важных качеств: непрерывности (континуальности) и прерывности (дискретности).

Непрерывность выражается в сплошности пространственного распространения географической оболочки, а прерывность – отражается в ее делимости на отдельные части - геосистемы. По В. С. Преображенскому, непрерывность – это взаимосвязанность, слитность, постепенность, нелокальность, беспредельная делимость; а дискретность (прерывность)- это изолированность, раздельность, скачкообразность, локальность, предельная делимость.

5. Существенное значение для возникновения и развития географической оболочки имеет совокупность планетарных факторов: масса Земли, расстояние до солнца, скорость вращения вокруг оси и по орбите, наличие магнитосферы. Все эти факторы обеспечивают определенную термодинамическую обстановку, достаточно благоприятную для осуществления разнообразных природных взаимодействий – основы географических процессов и явлений. Изучение ближайших космических объектов – планет солнечной системы – показало, что только на Земле сложились условия, благоприятные для возникновения достаточно сложной материальной системы .

6. В ходе развития географической оболочки происходило усложнение ее структуры, увеличение разнообразия вещественного состава и энергетических градиентов. На определенном этапе развития оболочки появилась жизнь – наиболее высокая форма движения материи. Возникновение жизни - закономерный результат эволюции географической оболочки. А деятельность живых организмов привела к качественному изменению природы земной поверхности.

7. В ходе развития географической оболочки возрастает ее роль как фактора собственного развития – саморазвития . Источником развития географической оболочки служит столкновение множества имеющихся в ней противоположных тенденций: поглощение и отдача тепла, снос и отложение, поднятие и опускание земной коры, жизнь и смерть, обмен веществ, испарение и конденсация, трансгрессия и регрессия моря. Главное же противоречие – зональность и азональность, как противоречие внутренних свойств и тенденций ландшафтной оболочки.

8. На достаточно высоком уровне развития географической оболочки, ее дифференциации и интеграции возникли сложные системы – природные территориальные и аквальные комплексы.

Слово «комплекс» на латинском языке означает сплетение , то есть очень тесное соединение частей целого. Комплексы могут иметь разную площадь: от географической оболочки в целом до, например, небольшого озера; от страны до небольшого района или отдельного поселения.

Компонентами географической оболочки являются воздух, вода, горные породы, живое вещество (растения, животные, человек). Все компоненты географической оболочки настолько тесно взаимосвязаны, что изменения одного из них приводит к изменению системы в целом. Например, изменение климата сказывается на изменении ледовитости морей, водности рек и озер, сменах растительных группировок. Или, форма Земли определяет характер распределения солнечной радиации температуры испарения осадки влажность воздуха ветер течения.

ГРАНИЦЫ ГЕОГРАФИЧЕСКОЙ ОБОЛОЧКИ

Ученые неодинаково проводят верхнюю и нижнюю границы географической оболочки. Некоторые считают, что границы географической оболочки очерчивают пределы распространения жизни на Земле.

Но географическая оболочка старше биосферы, и нельзя отрицать добиологический этап ее развития. Еще до появления жизни шли процессы образования массы планеты, дифференциации земного вещества, возникновения литосферы, и др.

Мы будем придерживаться мнения С.В. Калесника (1984), который в состав географической оболочки включил тропосферу (верхняя граница по тропопаузе) – она тесно взаимодействует с гидросферой и литосферой. Далее в состав географической оболочки Калесник включил гидросферу, биосферу, и верхний слой литосферы (осадочный покров). Таким образом, общая географическая оболочка составляет в среднем около 30 – 35 км (на 20 – 30 км поднимается от поверхности Земли и на 4 - 5 км опускается).

Географическая оболочка имеет своеобразную пространственную структуру: географическая оболочка трехмерна – естественную систему координат образует поверхность геоида (две координаты) и линия отвеса – третья координата; географическая оболочка сферична , поэтому ее пространство замкнуто. Далее: земная поверхность – зона наиболее активного взаимодействия геокомпонентов , в которой наблюдается наибольшая интенсивность разнообразных физико-географических процессов и явлений. По обе стороны от этой зоны (то есть вверх и вниз) интенсивность физико-географических процессов убывает и на некотором расстоянии от земной поверхности взаимодействие компонентов ослабевает, а затем и исчезает совсем. Следовательно, исчезает географическая сущность явлений. Так как это происходит постепенно, границы географической оболочки нечеткие (размытые), и поэтому исследователи по-разному проводят верхнюю и нижнюю границы.

Введение

Заключение

Введение

Географическая оболочка Земли (синонимы: природно-территориальные комплексы, геосистемы, географические ландшафты, эпигеосфера) - сфера взаимопроникновения и взаимодействия литосферы, атмосферы, гидросферы и биосферы. Обладает сложной пространственной дифференциацией. Вертикальная мощность географической оболочки десятки километров. Целостность географической оболочки определяется непрерывным энерго- и массообменом между сушей и атмосферой, Мировым океаном и организмами. Природные процессы в географической оболочке осуществляются за счет лучистой энергии Солнца и внутренней энергии Земли. В пределах географической оболочки возникло и развивается человечество, черпающее из оболочки ресурсы для своего существования и воздействующее на нее.

Географическая оболочка впервые была определена П. И. Броуновым еще в 1910 г. как “наружная оболочка Земли”. Это наиболее сложная часть нашей планеты, где соприкасаются и взаимопроникают атмосфера, гидросфера и литосфера. Только здесь возможно одновременное и устойчивое существование вещества в твердом, жидком и газообразном состояниях. В этой оболочке происходит поглощение, превращение и накопление лучистой энергии Солнца; только в ее пределах стало возможным возникновение и распространение жизни, которая, в свою очередь, явилась мощным фактором дальнейшего преобразования и усложнения эпигеосферы.

Географической оболочке свойственны целостность, обусловленная связями между её компонентами, и неравномерность развития во времени и пространстве.

Неравномерность развития во времени выражается в присущих этой оболочке направленных ритмичных (периодических - суточных, месячных, сезонных, годовых и т.п.) и неритмичных (эпизодических) изменениях. Как следствие этих процессов формируются разновозрастность отдельных участков географической оболочки, унаследованность хода природных процессов, сохранение реликтовых черт в существующих ландшафтах. Знание основных закономерностей развития географической оболочки позволяет во многих случаях прогнозировать природные процессы.

Учение о географических системах (геосистемах) является одним из главных фундаментальных достижений географической науки. Оно по-прежнему активно продолжает разрабатываться и обсуждаться. Поскольку это учение имеет не только глубокий теоретический смысл в качестве ключевого базиса для целенаправленного накопления и систематизации фактического материала с целью получения нового знания. Велика и его практическая значимость, так как именно такой системный подход к рассмотрению инфраструктуры географических объектов лежит в основе географического районирования территорий, без которого невозможно выявлять и решать ни локально, а тем более глобально, какие-либо проблемы, касающиеся в той или иной мере взаимодействия человека, общества и природы: ни экологические, ни природопользования, ни вообще оптимизации взаимоотношений человечества и природной среды.

Целью контрольной работы является рассмотрение географической оболочки в ракурсе современных представлений. Для достижения цели работы следует наметить и решить ряд задач, основными из которых будут являться:

1 рассмотрение географической оболочки как материальной системы;

2 рассмотрение основных закономерностей географической оболочки;

3 определение причин дифференциации географической оболочки;

4 рассмотрение физико-географического районирования и определение системы таксономических единиц в физической географии.

1. Географическая оболочка как материальная система, ее границы, строение и качественные отличия от других земных оболочек

По С.В. Калеснику1, географическая оболочка «не просто физическая или математическая поверхность, а сложный комплекс, возникший и развивающийся под действием взаимосвязанных и взаимопроникающих друг в друга процессов, которые развёртываются на суше, в атмосфере, водах и органическом мире».

Давая определение географической оболочке, С.В. Калесник подчеркнул: 1) её комплексность, 2) многокомпонентность - природная оболочка состоит из частей - земной коры, образующей формы рельефа, вод, атмосферы, почв, живых организмов (бактерии, растения, животные, человек); 3) объёмность. «Оболочка» - понятие трёхмерное.

Следует иметь в виду, что для географической оболочки характерен ряд специфических особенностей. Она отличается прежде всего большим разнообразием вещественного состава и видов энергии, характерных для всех компонентных оболочек - литосферы, атмосферы, гидросферы и биосферы. Через общие (глобальные) круговороты вещества и энергии они объединены в целостную материальную систему. Познать закономерности развития этой единой системы - одна из важнейших задач современной географической науки.

Географическая оболочка – это область взаимодействия внутрипланетарных (эндогенных) и внешних (экзогенных) космических процессов, которые осуществляются при активном участии органического вещества2.

Динамика географической оболочки всецело зависит от энергетики земных недр в зоне внешнего ядра и астеносферы и от энергетики Солнца. Определенную роль играют также приливные взаимодействия системы Земля – Луна.

Проекция внутрипланетарных процессов на земную поверхность и последующее взаимодействие их с солнечным излучением в конечном счете отражается в формировании главных компонентов географической оболочки верхов земной коры, рельефа, гидросферы, атмосферы и биосферы. Современное состояние географической оболочки – результат ее длительной эволюции, начавшейся с возникновения планеты Земля.

Ученые выделяют три этапа развития географической оболочки: первый, самый продолжительный (около 3 млрд. лет)3, характеризовался существованием простейших организмов; второй этап продолжался около 600 млн. лет и ознаменовался появлением высших форм живых организмов; третий этап - современный. Он начался около 40 тыс. лет назад. Его особенность в том, что человек все активнее начинает влиять на развитие географической оболочки, причем, к сожалению, негативно (разрушение озонового слоя и др.).

Географическая оболочкахарактеризуется сложным составом и строением.Основные вещественные компоненты географической оболочки - это слагающие земную кору горные породы (с их формой - рельефом), воздушные массы, водные скопления, почвенный покров и биоценозы; в полярных широтах и высокогорьях существенна роль скоплений льда. Основные энергетические компоненты - гравитационная энергия, внутреннее тепло планеты, лучистая энергия Солнца и энергия космических лучей. При всей ограниченности набора компонентов сочетания их могут быть весьма многообразными; это зависит и от числа входящих в сочетание слагаемых и от их внутренних вариаций (поскольку каждый компонент - это тоже очень сложная природная совокупность), а главное - от характера их взаимодействия и взаимосвязей, т. е. от географической структуры.

А.А. Григорьев проводил верхний предел географической оболочки (ГО) на высоте 20-26 км над уровнем моря, в стратосфере, ниже слоя максимальной концентрации озона. Ультрафиолетовая радиация, губительная для живого, перехватывается озоновым экраном.

Атмосферный озон образуется в основном выше 25 км. В более низкие слои он поступает благодаря турбулентному перемешиванию воздуха и вертикальных движений воздушных масс. Плотность O3мала вблизи земной поверхности и в тропосфере. Его максимум наблюдается на высотах 20-26 км. Общее содержание озона X в вертикальном столбе воздуха колеблется от 1 до 6 мм, если его привести к нормальному давлению (1013, 2мбар) при t = 0oC. Величину X называют приведённой толщиной слоя озона илиобщим количеством озона.

Ниже границы озонового экрана наблюдается движение воздуха, обусловленное взаимодействием атмосферы с сушей и океаном. Нижняя граница географической оболочки, по Григорьеву, проходит там, где прекращают действовать тектонические силы, то есть на глубине 100-120 км от поверхности литосферы, по верхней части подкорового слоя, который влияет в сильной степени на формирование рельефа.

С.В. Калесник помещает верхнюю границу Г.О. так же, как и А.А. Григорьев, на уровне озонового экрана, а нижнюю - на уровне залегания очагов обычных землетрясений, то есть на глубине не свыше 40-45 км и не менее 15-20 км. Эта глубина - так называемая зона гипергенеза (греч. гипер- над, сверху, гeнезис- происхождение). Это зона осадочных пород, возникающих в процессе выветривания, изменения магматических и метаморфических пород, имеющих первичное происхождение.

От этих представлений о границах ГО отличаются взгляды Д.Л.Арманда. Д.Л.Арманд в состав географической сферы включает тропосферу, гидросферу и всю земную кору (силикатную сферу геохимиков), находящуюся под океанами на глубине 8-18 км и под высокими горами на глубине 49-77 км. Кроме собственно географической сферы, Д.Л.Арманд предлагает различать «Большую Географическую Сферу», включая в неё стратосферу, простирающуюся на высоту до 80 км над океаном, и эклогитовуюсферуили симу, то есть всю толщину литосферы, с нижним горизонтом которой (700-1000 км) связаны глубокофокусные землетрясения.

Очевидно, с взглядами Д.Л. Арманда согласиться нельзя. Такое толкование ГО не отвечает содержанию этого понятия. Трудно видеть в этом конгломерате сфер - от стратосферы до эклогитовой сферы - единый комплекс, новую систему со своими особыми, индивидуальными качествами. Предмет физической географии становится расплывчатым, лишённым конкретного содержания, а сама физическая география, как наука, теряет грани, сливаясь с другими науками о Земле.

Качественные отличия географической оболочки от других оболочек Земли: географическая оболочка формируется под действием как земных, так и космических процессов; исключительно богата разными видами свободной энергии; вещество присутствует во всех агрегатных состояниях; чрезвычайно разнообразна степень агрегированности вещества - от свободных элементарных частиц через атомы, ионы, молекулы до химических соединений и сложнейших биологических тел; концентрация тепла, притекающего от Солнца; наличие человеческого общества.

PAGE_BREAK--

2. Круговорот вещества и энергии в географической оболочке

За счёт противоречивого взаимодействия компонентов ГО возникает множественность систем. Например, выпадение атмосферных осадков - процесс климатический, сток выпавших осадков - гидрологический процесс, транспирация влаги растениями - биологический процесс. В этом примере явно проявляется переход одних процессов в другие. А всё вместе это - пример большого круговорота воды в природе. Географическая оболочка, её единство, целостность существует благодаря чрезвычайно напряжённому круговороту веществ и связанной с ним энергии. Круговороты можно рассматривать как чрезвычайно разнообразные формы взаимодействия компонентов (атмосфера - вулканизм). Эффективность круговоротов в природе колоссальна, так как они обеспечивают многократность одних и тех же процессов и явлений, высокую суммарную эффективность при ограниченном объёме исходного вещества, участвующего в этих процессах. Примеры: большой и малый круговорот воды; циркуляция атмосферы; морские течения; круговороты горных пород; биологические круговороты.

По степени сложности круговороты различны: одни сводятся преимущественно к кругообразным механическим перемещениям, другие сопровождаются сменой агрегатного состояния вещества, третьи сопровождаются химической трансформацией.

Оценивая круговорот по его исходному и конечному звену, видим, что вещество, вступившее в круговорот, испытывает нередко перестройку в промежуточных звеньях. Поэтому представление о круговороте входит в понятие взаимообмена вещества и энергии.

Все круговороты не являются круговоротами в точном смысле слова. Они не вполне замкнуты, и конечная стадия круговорота вовсе не тождественна его начальной стадии.

За счёт поглощения солнечной энергии зелёное растение осуществляет ассимиляцию молекул углекислого газа и воды. В результате такой ассимиляции образуется органическое вещество и одновременно выделяется свободный кислород.

Разрыв между конечной и начальной стадиями круговорота образует вектор направленного изменения, то есть развития.

Основой всех круговоротов в природе является миграция и перераспределение химических элементов. Способность элементов к миграции зависит от их подвижности.

Известен порядок воздушной миграции: водород > кислород > углерод > азот. Он показывает, как быстро атомы элементов могут вступать в химические соединения. Исключительно активен O2, поэтому от него зависит миграция большинства других элементов.

Степень подвижности водных мигрантов не всегда объясняется их собственными свойствами. Существенны и другие причины. Ослабляет миграционную способность элементов поглощение их организмами в ходе биогенной аккумуляции, поглощение почвенными коллоидами, то есть процессы адсорбции (лат. - поглощение) и осаждения. Усиливают миграционную способность процессы минерализации органических соединений, растворение и десорбция (процесс, обратный адсорбции).

3. Основные закономерности географической оболочки: единство и целостность системы, ритмичность явлений, зональность, азональность

Закон, как писал В.И.Ленин, есть отношение между сущностями. Сущность географических явлений имеет иную природу, чем сущность, например, социальных или химических объектов, поэтому отношения между географическими объектами выступают как специфические законы географической формы движения.

Географическая форма движения есть специфическое взаимодействие между атмосферой, гидросферой, литосферой, биосферой, на основе которого образуется и существует всё многообразие природных комплексов.

Так, целостность географической оболочки - важнейшая закономерность, на знании которой основывается теория и практика современного рационального природопользования. Учет этой закономерности позволяет предвидеть возможные изменения в природе Земли (изменение одного из компонентов географической оболочки обязательно вызовет изменение других); дать географический прогноз возможных результатов воздействия человека на природу; осуществить географическую экспертизу различных проектов, связанных с хозяйственным использованием тех или иных территорий.

Географической оболочке присуща и другая характерная закономерность - ритмичность развития , т.е. повторяемость во времени тех или иных явлений. В природе Земли выявлены ритмы разной продолжительности - суточный и годовой, внутривековые и сверхвековые ритмы. Суточная ритмика, как известно, обусловлена вращением Земли вокруг своей оси. Суточный ритм проявляется в изменениях температуры, давления и влажности воздуха, облачности, силы ветра; в явлениях приливов и отливов в морях и океанах, циркуляции бризов, процессах фотосинтеза у растений, суточных биоритмах животных и человека.

Годовая ритмика - результат движения Земли по орбите вокруг Солнца. Это смена времен года, изменения в интенсивности почвообразования и разрушения горных пород, сезонные особенности в развитии растительности и хозяйственной деятельности человека. Интересно, что разные ландшафты планеты обладают различной суточной и годовой ритмикой. Так, годовая ритмика лучше всего выражена в умеренных широтах и очень слабо - в экваториальном поясе.

Большой практический интерес представляет изучение и более продолжительных ритмов: 11-12 лет, 22-23 года, 80-90 лет, 1850 лет и более длительных но, к сожалению, они пока еще менее изучены, чем суточные и годовые ритмы.

Характерной чертой дифференциации (пространственной неоднородности, разделения) ГО является зональность (форма пространственной закономерности расположения), то есть закономерное изменение всех географических компонентов и комплексов по широте, от экватора к полюсам. Основные причины зональности - шарообразность Земли, положение Земли относительно Солнца, - падение солнечных лучей на земную поверхность под углом, постепенно уменьшающиеся в обе стороны от экватора.

Пояса (высшие ступени широтного физико-географического деления) разделяются на радиационные или солнечного освещения и тепловые или климатические, географические. Радиационный пояс определяется количеством поступающей солнечной радиации, закономерно убывающим от низких к высоким широтам.

Для формирования тепловых (географических) поясов имеют значение не только количество поступающей солнечной радиации, но и свойства атмосферы (поглощение, отражение, расселение лучистой энергии), альбедо зелёной поверхности перенос тепла морскими и воздушными течениями. Поэтому границы тепловых поясов нельзя совместить с параллелями. - 13 климатических или тепловых поясов.

Географическая зона - это совокупность ландшафтов одного географического пояса.

Границы же географических зонопределяются соотношением тепла и влаги. Это соотношение зависит от количества радиации, а также от количества влаги в виде осадков и стока, которые лишь частично привязаны к широте. Вот почему зоны не образуют непрерывных полос, и простирание их вдоль параллелей скорее частный случай, чем общий закон.

Открытие В.В. Докучаевым(«Русский чернозём, 1883 г.) географических зон как целостных природных комплексов было одним из крупнейших событий в истории географической науки. После этого в течение полувека географы занимались конкретизацией этого закона: уточняли границы, выделяли секторы (то есть, отклонения границ от теоретических) и т. п.

В географической оболочке, кроме зональных процессов, связанных с распределением солнечного тепла на земной поверхности, большое значение имеют процессы азональные, зависящие от процессов, происходящих внутри Земли4. Их источниками являются: энергия радиоактивного распада, главным образом урана и тория, энергия гравитационной дифференциации, вырабатываемая в процессе сокращения радиуса Земли при вращении Земли, энергия приливного трения, энергия межатомных связей минералов.

Азональные влияния на географическую оболочку проявляются в формировании высотных географических поясов, в горах, нарушающих широтную географическую зональность, и в разделении географических поясов на секторы, а зон - на провинции.

Формирование секторности и провинциальности в ландшафтах объясняется тремя причинами: а) распределением суши и моря, б) рельефом зелёной поверхности, в) составом горных пород.

Распределение суши и моря на азональность процессов ГО сказывается через степень континентальности климата. Существует немало методов для определения степени континентальности климата. Большинство учёных определяют данную степень через годовую амплитуду среднемесячных температур воздуха.

Влияние рельефа, неровностей земной поверхности и состава горных пород на ландшафты общеизвестны и понятны: на одной и той же широте в горах и на равнине леса и степи; известны моренные и карстовые ландшафты, связанные в происхождении с составом горных пород.

4. Дифференциация географической оболочки. Географические пояса и природные зоны

Наиболее крупные зональные подразделения географической оболочки - географические пояса . Они протягиваются, как правило, в широтном направлении и, по существу, совпадают с климатическими поясами. Географические пояса отличаются друг от друга температурными характеристиками, а также общими особенностями циркуляции атмосферы. На суше выделяются следующие географические пояса:

экваториальный - общий для северного и южного полушарий;

субэкваториальный, тропический, субтропический и умеренный - в каждом полушарии;

субантарктический и антарктический пояса - в южном полушарии.

Аналогичные по названиям пояса выявлены и в Мировом океане. Поясность (зональность) в океане находит свое отражение в изменении от экватора к полюсам свойств поверхностных вод (температуры, солености, прозрачности, интенсивности волнения и других), а также в изменении состава флоры и фауны.

Внутри географических поясов по соотношению тепла и влаги выделяются природные зоны . Названия зон даны по преобладающему в них типу растительности. Например, в субарктическом поясе это зоны тундры и лесотундры; в умеренном - зоны лесов (тайга, смешанные хвойно-широколиственные и широколиственные леса), зоны лесостепей и степей, полупустынь и пустынь.

Продолжение
--PAGE_BREAK--

Следует иметь в виду, что в связи с неоднородностью рельефа и земной поверхности, близостью и удаленностью от океана (а следовательно, и неоднородностью увлажнения) природные зоны различных регионов материков не всегда имеют широтное простирание. Иногда они имеют почти меридиональное направление. Неоднородны и природные зоны, протягивающиеся широтно через весь материк. Обычно они подразделяются на три отрезка, соответствующих центральному внутриконтинентальному и двум приокеаническим секторам. Широтная, или горизонтальная, зональность лучше всего выражена на больших по площади равнинах.

Благодаря разнообразию условий, создаваемых рельефом, водами, климатом и жизнью, ландшафтная сфера пространственно дифференцирована сильнее, чем во внешних и внутренних геосферах (кроме верхней части земной коры), где материя в горизонтальных направлениях отличается относительным однообразием.

Неравномерность развития географической оболочки в пространстве выражается прежде всего в проявлениях горизонтальной зональности и высотной поясности.Местные особенности (условия экспозиции, барьерная роль хребтов, степень удаления от океанов, специфика развития органического мира в том или ином районе З.) усложняют структуру географической оболочки, способствуют образованию азональных, интразональных, провинционных различий и приводят к неповторимости как отдельных регионов, так и их сочетаний.

5. Высотная поясность гор в разных географических поясах

Высотная поясность ландшафтов обусловлена изменением климата с высотой: понижением температуры на 0,6 ° С на каждые 100 м подъема и увеличением количества осадков до определенной высоты (до 2-3 км)5. Смена поясов в горах происходит в той же последовательности, что и на равнинах при движении от экватора к полюсам. Однако в горах есть особый пояс субальпийских и альпийских лугов, которого нет на равнинах. Количество высотных поясов зависит от высоты гор и особенностей их географического положения. Чем выше горы и чем ближе они расположены к экватору, тем богаче у них спектр (набор) высотных поясов. Спектр высотных поясов в горах определяется также местоположением горной системы относительно океана. В горах, находящихся вблизи океана, преобладает набор из лесных поясов; во внутриконтинентальных (аридных) секторах материков характерны безлесые высотные пояса.

6. Физико-географическое районирование как одна из важнейших проблем физической географии. Система таксономических единиц в физической географии

Районирование как универсальный метод упорядочения и систематизации территориальных систем широко используется в географических науках. Объектами физико-географического, иначе ландшафтного, районирование являются конкретные (индивидуальные) геосистемы регионального уровня, или физико-географические регионы. Физико-географический регион - это сложная система, обладающая территориальной целостностью и внутренним единством, которое обусловлено общностью географического положения и исторического развития, единством географических процессов и сопряженностью составных частей, т.е. подчиненных геосистем низшего ранга.

Физико-географические регионы представляют собой целостные территориальные массивы, выражаемые на карте одним контуром и имеющие собственные названия; при классификации же в одну группу (тип, класс, вид) могут войти ландшафты территориально разобщенные, на карте они чаще представлены разорванными контурами.

Каждый физико-географический регион представляет звено сложной иерархической системы, являясь структурной единицей регионов высших рангов и интеграцией геосистем более низких рангов.

Физико-географическое районирование имеет существенное практическое значение и находит применение для комплексного учета и оценки природных ресурсов, при разработке планов территориального развития хозяйства, крупных мелиоративных проектов и т.д.

В руководствах по районированию основное внимание уделяется системе таксономических единиц. Этой системе предпосылается перечень принципов, которые должны служить основой для диагностики регионов. Среди них чаще всего упоминаются принципы объективности, территориальной целостности, комплексности, однородности, генетического единства, сочетания зональных и азональных факторов.

Формирование физико-географических регионов - длительный процесс. Каждый регион - продукт исторического (палеогеографического) развития, в ходе которого происходило взаимодействие различных районообразующих факторов и могло неоднократно изменяться их соотношение.

Можно говорить о двух первичных и независимых рядах физико-географических регионов - зональном и азональном. Логическая соподчиненность между региональными таксонами разных рангов существует отдельно внутри каждого ряда.

Все известные схемы физико-географического районирования построены по двухрядному принципу, ибо зональные и азональные единицы выделяются независимо.

Можно различать три основных уровня районирования в зависимости от его детальности, т.е. от завершающей (нижней) ступени:

1) первый уровень включает страны, зоны и замыкается на производных зонах в узком смысле слова;

2) второй уровень включает кроме перечисленных ступеней области, подзоны и производные от них единицы, завершаясь подпровинцией;

3) третий уровень охватывает всю систему подразделений до ландшафта включительно.

Заключение

Таким образом, под географической оболочкой следует понимать непрерывную оболочку Земли, которая включает нижние слои атмосферы, верхнюю часть литосферы, всю гидросферу и биосферу, находящиеся в соприкосновении, взаимопроникновении и взаимодействии. Еще раз подчеркнем, что географическая оболочка - это планетарный (самый крупный) природный комплекс.

Многие ученые считают, что толщина географической оболочки составляет в среднем 55 км. По сравнению с размера-ми Земли это тонкая пленка.

Географическая оболочка обладает присущими только ей важнейшими свойствами:

а) в ней есть жизнь (живые организмы);

б) вещества находятся в ней в твердом, жидком и газообразном состоянии;

в) в ней существует и развивается человеческое общество;

г) ей присущи общие закономерности развития.

Целостность географической оболочки - это взаимосвязь и взаимозависимость ее компонентов. Доказательством целостности служит простой факт - изменение хотя бы одного компонента неизбежно влечет за собой изменение других.

Все компоненты географической оболочки связаны в единое целое посредством круговорота веществ и энергии, благодаря которому осуществляется и обмен между оболочками (сферами). Ритмичность характерна для живой и неживой природы. Человечество, возможно, не до конца изучило ритмику географической оболочки.

Вопросы, поднятые во введении, рассмотрены, цель работы достигнута.

Список литературы

Григорьев А. А. Опыт аналитической характеристики состава и строения физико-географической оболочки земного шара - М.: 1997 - 687с.

Калесник С. В. Общие географические закономерности Земли. - М.: 1970- 485с.

Пармузин Ю.П., Карпов Г.В. Словарь по физической географии. - М.: Просвещение, 2003 - 367 с.

Рябчиков А. М. Структура и динамика геосферы, её естественное развитие и изменение человеком. -М.: 2001.- 564с.

Физическая география материков и океанов: Учебное пособие / Под ред. А.М. Рябчикова. - М.: Высшая школа, 2002.- 592 с.