Тема 10. Структура и динамика географической оболочки

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.

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 [1]. 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.

Тропосфера

Её верхняя граница 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.

Стратосфера

Верхняя граница — на высоте 50—55 км. Температура с ростом высоты возрастает до уровня около 0 °C. Малая турбулентность, ничтожное содержание водяного пара, повышенное по сравнению с ниже — и вышележащими слоями содержание озона (максимальная концентрация озона на высотах 20-25 км).

Гидросфера

Гидросфера — совокупность всех водных запасов Земли. 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.

Часть воды находится в твёрдом состоянии в виде ледников, снежного покрова, и в вечной мерзлоте, слагая криосферу.

Биосфера

Биосфера — это совокупность частей земных оболочек (лито-, гидро- и атмосфера), которая заселена живыми организмами, находится под их воздействием и занята продуктами их жизнедеятельности.

Стратисфера

Стратисфера — верхняя оболочка Земли толщиной до 20 км, имеющая слоистое строение и состоящая из осадочных и осадочно-вулканических пород.

Географическая оболочка – самый крупный природный комплекс

Географическая оболочка - это комплексная оболочка земного шара, где соприкасаются и взаимно друг в друга проникают и взаимодействуют литосфера, гидросфера, биосфера и атмосфера. Географическая оболочка в своих границах почти совпадает с биосферой.

Взаимное проникновение друг в друга слагающих географическую оболочку Земли газовой, водной, живой и минеральных оболочек и их взаимодействие определяет целостность географической оболочки. В ней происходит непрерывный круговорот и обмен веществ и энергии. Каждая оболочка Земли, развиваясь по собственным законам, испытывает на себе влияние других оболочек и в свою очередь оказывает на них свое воздействие.

Влияние биосферы на атмосферу связано с фотосинтезом, в результате которого происходит интенсивный газообмен между ними и регулирование газов в атмосфере. Растения поглощают из атмосферы углекислый газ и выделяют в нее кислород, необходимый для дыхания всем живым существам. Благодаря атмосфере поверхность Земли не перегревается днем солнечными лучами и не слишком остывает ночью, что создает условия для существования живых особей. Биосфера влияет и на гидросферу, так как организмы оказывают существенное влияние на соленость Мирового океана. Они забирают из воды необходимые им вещества, особенно кальций, для построения скелетов, раковин, панцирей. Гидросфера для многих существ — среда существования, а вода крайне необходима для многих процессов жизнедеятельности растений и животных. Воздействие организмов на земную кору особенно заметно в верхней ее части. В ней накапливаются остатки погибших растений и животных, образуются горные породы органического происхождения. Организмы участвуют не только в образовании горных пород, но и в разрушении их — в выветривании: Они выделяют кислоты, воздействующие на горные породы, разрушают их корнями, проникающими в трещины. Плотные, твердые породы превращаются в рыхлые осадочные (гравий, галька).

Подготавливаются условия для образования почв. В литосфере появились горные породы, которые стали использоваться человеком. Знание закона целостности географической оболочки имеет большое практическое значение. Если хозяйственная деятельность человека не учитывает его, то она часто приводит к нежелательным последствиям.

Изменение одной из оболочек географической оболочки отражается и на всех других. Примером может служить эпоха великого оледенения в четвертичный период.

Увеличение поверхности суши привело к наступлению более холодного и сухого климата, что повлекло за собой образование толщи снега и льда, покрывшего огромные площади на севере Евразии и Северной Америки, а это в свою очередь привело к изменению растительного и животного мира и к изменению почв.

Зональность бывает вертикальная и широтная.

Вертикальная зональность — закономерное изменение природных комплексов как в высоту, так и в глубину. Для гор основной причиной этой зональности служит изменение температуры и количества влаги с высотой, а для глубин океана — тепла и солнечного света. Понятие «вертикальная зональность» значительно шире, чем «высотная поясность», которая справедлива лишь применительно к суше. В широтной зональности выделяют наиболее крупное подразделение географической оболочки — географический пояс. Он характеризуется общностью температурных условий. Следующая ступень деления географической оболочки — географическая зона. Она выделяется в пределах географического пояса уже не только общностью температурных условий, но и увлажнением, что приводит к общности растительности, почв и животного мира. В пределах географических зон (или природных зон) выделяют переходные области. Они формируются вследствие постепенного изменения климатических условий. К таким переходным зонам могут относиться лесотундра, лесостепи и полупустыни.

На Земле существует несколько географических (природных) зон: зона арктических пустынь, тундра, лесная зона умеренного климатического пояса, степи, пустыни, влажные и сухие субтропики, саванны, влажные вечнозеленые экваториальные леса.

Первые научные идеи о распределении растительного и животного мира в зависимости от климата принадлежали А.Гумбольдту. Он установил, что между ними существует тесная связь и климатические зоны являются зонами растительности и животного мира.

Деление земной поверхности на географические (природные) зоны было предложено В.В.Докучаевым.

Общая циркуляция атмосферы

Географическая оболочка, ландшафтная оболочка, эпигеосфера, оболочка Земли, в которой соприкасаются и взаимодействуют литосфера, гидросфера, атмосфера и биосфера. Характеризуется сложным составом и строением. Верхнюю границу Географическая оболочка целесообразно проводить по стратопаузе, т.к. до этого рубежа сказывается тепловое воздействие земной поверхности на атмосферные процессы; границу Географическая оболочка в литосфере часто совмещают с нижним пределом области гипергенеза (иногда за нижнюю границу Географическая оболочка принимают подножие стратисферы, среднюю глубину сейсмических или вулканических очагов, подошву земной коры, уровень нулевых годовых амплитуд температуры). Таким образом, Географическая оболочка полностью охватывает гидросферу, опускаясь в океане на 10—11 км ниже поверхности Земли, верхнюю зону земной коры и нижнюю часть атмосферы (слой мощностью 25—30 км). Наибольшая толщина Географическая оболочка близка к 40 км.

Качественные отличия географической оболочки от других оболочек Земли

1) 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.

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.

Географической оболочке присущи следующие важные черты: 1) целостность Географической оболочки, обусловленная непрерывным обменом вещества и энергии между её составными частями, поскольку взаимодействие всех компонентов связывает их в единую материальную систему, в которой изменение даже одного звена влечёт сопряжённое изменение и всех остальных.

2) Наличие круговорота веществ (и связанной с ним энергии), обеспечивающего многократность одних и тех же процессов и явлений и их высокую суммарную эффективность при ограниченном объёме исходного вещества, участвующего в этих процессах. Сложность круговоротов различна: одни из них — механические движения (циркуляция атмосферы, система морских поверхностных течений), другие сопровождаются сменой агрегатного состояния вещества (влагооборот на Земле); кроме того, происходит также и его химическая трансформация (биологический круговорот). Круговороты, однако, не замкнуты, и различия между их начальными и конечными стадиями свидетельствуют о развитии системы.

3) Ритмика, т. е. повторяемость во времени различных процессов и явлений. Она обусловлена главным образом астрономическими и геологическими причинами. Выделяется ритмика суточная (смена дня и ночи), годовая (смена времён года), внутривековая (например, циклы в 25—50 лет, наблюдаемые в колебаниях климата, ледников, уровней озёр, водоносности рек и т.п.), сверхвековая (например, смена за каждые 1800—1900 лет фазы прохладно-влажного климата фазой сухого и тёплого), геологическая (циклы каледонский, герцинский, альпийский по 200—240 млн. лет каждый) и т.п. Ритмы, как и круговороты, не замкнуты: то состояние, какое было в начале ритма, в конце его не повторяется.

4) Непрерывность развития Географической оболочки, как некоторой целостной системы под влиянием противоречивого взаимодействия экзогенных и эндогенных сил. Следствиями и особенностями этого развития являются: а) территориальная дифференциация поверхности суши, океана и морского дна на участки, различающиеся по внутренним особенностям и внешнему облику (ландшафты, геокомплексы); определяется пространственными изменениями географической структуры; особые формы территориальной дифференциации — географическая зональность (см. Зоны физико-географические) и высотная поясность; б) полярная асимметрия, т. е. существенные различия природы Географической оболочки в Северном и Южном полушариях; проявляется в распределении суши и моря (подавляющая часть суши в Северном полушарии), климата, состава животного и растительного мира, в характере ландшафтных зон и т.п.; в) гетерохронность (по К. К. Маркову, метахронность) развития Географической оболочки, обусловленная пространственной разнородностью природы Земли, вследствие чего в один и тот же момент разные территории либо находятся в различных фазах одинаково направленного эволюционного процесса, либо отличаются друг от друга направлением развития (примеры: древнее оледенение в разных районах Земли начиналось и кончалось неодновременно; в одних географических зонах климат становится суше, в других в то же время — влажнее и т.п.).

Географическая оболочка является предметом изучения физической географии.

К идее Географическая оболочка впервые подошли П.И. Броунов (1910) и Р. И. Аболин (1914). Самый термин «Географическая оболочка» ввёл и обосновал А. А. Григорьев (1932).

Понятия, аналогичные понятию Географическая оболочка, 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.

Географическая оболочка - это комплексная оболочка земного шара, где соприкасаются и взаимно друг в друга проникают и взаимодействуют литосфера, гидросфера, биосфера и атмосфера. Географическая оболочка в своих границах почти совпадает с биосферой.

Взаимное проникновение друг в друга слагающих географическую оболочку Земли газовой, водной, живой и минеральных оболочек и их взаимодействие определяет целостность географической оболочки. В ней происходит непрерывный круговорот и обмен веществ и энергии. Каждая оболочка Земли, развиваясь по собственным законам, испытывает на себе влияние других оболочек и в свою очередь оказывает на них свое воздействие.

Влияние биосферы на атмосферу связано с фотосинтезом, в результате которого происходит интенсивный газообмен между ними и регулирование газов в атмосфере. Растения поглощают из атмосферы углекислый газ и выделяют в нее кислород, необходимый для дыхания всем живым существам. Благодаря атмосфере поверхность Земли не перегревается днем солнечными лучами и не слишком остывает ночью, что создает условия для существования живых особей. Биосфера влияет и на гидросферу, так как организмы оказывают существенное влияние на соленость Мирового океана. Они забирают из воды необходимые им вещества, особенно кальций, для построения скелетов, раковин, панцирей. Гидросфера для многих существ — среда существования, а вода крайне необходима для многих процессов жизнедеятельности растений и животных. Воздействие организмов на земную кору особенно заметно в верхней ее части. В ней накапливаются остатки погибших растений и животных, образуются горные породы органического происхождения. Организмы участвуют не только в образовании горных пород, но и в разрушении их — в выветривании: Они выделяют кислоты, воздействующие на горные породы, разрушают их корнями, проникающими в трещины. Плотные, твердые породы превращаются в рыхлые осадочные (дресву, щебень, песок).

Подготавливаются условия для образования почв. В литосфере появились горные породы, которые стали использоваться человеком. Знание закона целостности географической оболочки имеет большое практическое значение. Если хозяйственная деятельность человека не учитывает его, то она часто приводит к нежелательным последствиям.

Изменение одной из оболочек географической оболочки отражается и на всех других. Примером может служить эпоха великого оледенения в четвертичный период.

Увеличение поверхности суши привело к наступлению более холодного и сухого климата, что повлекло за собой образование толщи снега и льда, покрывшего огромные площади на севере Евразии и Северной Америки, а это в свою очередь привело к изменению растительного и животного мира и к изменению почв.

Современная географическая оболочка — результат ее длительного развития, в процессе которого она непрерывно усложнялась. Ученые выделяют 3 этапа ее развития.

I этап продолжался 3 млрд. лет и назывался добиогенным. Во время его существовали только простейшие организмы. Они принимали слабое участие в ее развитии и формировании. Атмосфера в этот этап отличалась низким содержанием свободного кислорода и высоким — углекислого газа.

II этап продолжался около 570 млн. лет. Он характеризовался ведущей ролью живых существ в развитии и формировании географической оболочки. Живые существа оказывали огромное влияние на все ее компоненты. Происходило накопление горных пород органического происхождения, изменился состав воды и атмосферы, где повысилось содержание кислорода, так как происходил фотосинтез у зеленых растений, уменьшилось содержание углекислого газа. В конце этого этапа появился человек.

III этап — современный. Он начался 40 тыс. лет назад и характеризуется тем, что человек начинает активно влиять на разные части географической оболочки. Поэтому именно от человека зависит, будет ли она существовать вообще, так как человек на Земле не может жить и развиваться изолированно от нее.

Кроме целостности, к общим закономерностям географической оболочки относят ее ритмичность, то есть периодичность и повторяемость одних и тех же явлений, и географическую зональность.

Географическая зональность проявляется в определенной смене природных комплексов от полюсов к экватору. В основе зональности лежит различное поступление на земную поверхность тепла, света, осадков, а они уже отражаются на всех остальных компонентах, и прежде всего почвах, растительности и животном мире.

Зональность бывает вертикальная и широтная.

Вертикальная зональность — закономерное изменение природных комплексов как в высоту, так и в глубину. Для гор основной причиной этой зональности служит изменение температуры и количества влаги с высотой, а для глубин океана — тепла и солнечного света. Понятие «вертикальная зональность» значительно шире, чем «высотная поясность», которая справедлива лишь применительно к суше. В широтной зональности выделяют наиболее крупное подразделение географической оболочки — географический пояс. Он характеризуется общностью температурных условий. Следующая ступень деления географической оболочки — географическая зона. Она выделяется в пределах географического пояса уже не только общностью температурных условий, но и увлажнением, что приводит к общности растительности, почв и животного мира. В пределах географических зон (или природных зон) выделяют переходные области. Они формируются вследствие постепенного изменения климатических условий. К таким переходным зонам могут относиться лесотундра, лесостепи и полупустыни.

На Земле существует несколько географических (природных) зон: зона арктических пустынь, тундра, лесная зона умеренного климатического пояса, степи, пустыни, влажные и сухие субтропики, саванны, влажные вечнозеленые экваториальные леса.

Первые научные идеи о распределении растительного и животного мира в зависимости от климата принадлежали А.Гумбольдту. Он установил, что между ними существует тесная связь и климатические зоны являются зонами растительности и животного мира.

История развития географической оболочки

Современная структура географической оболочки - результат очень длительной эволюции [3, 8, 11, 23]. В ее развитии принято выделять три основных этапа - добиогенный, биогенный и антропогенный

Добиогенный

Архейская и протерозойская эры 3700-570 млн лет назад

3000 млн

Живые организмы принимали слабое участие в формировании географической оболочки

Биогенный

Фанерозойский зон (палеозойская, ме-эозойская и большая часть кайнозойской эры) 570 млн - 40 тыс. лет назад

Около 570 млн

Органическая жизнь - ведущий фактор в развитии географической оболочки. В конце периода появляется человек

Антропогенный

С конца кайнозойской эры до наших дней

40 тыс. лет назад - наши дни.

Начало этапа совпадает с появлением современного человека (Homo sapiens). Человек начинает играть ведущую роль в развитии географической оболочки

Добиогенный этап отличался слабым участием живого вещества в развитии географической оболочки. Этот самый длительный этап продолжался первые 3 млрд лет геологической истории Земли - весь архей и протерозой. Палеонтологические исследования последних лет подтвердили идеи, высказанные еще В.И. Вернадским и Л.С. Бергом, что лишенных жизни (как их называют, азойных) эпох, по-видимому, не было в течение всего геологического времени или этот отрезок времени крайне мал. Однако этот этап можно называть добиогенным, так как органическая жизнь в это время не играла тогда определяющей роли в развитии географической оболочки.

В архейскую эру на Земле в бескислородной среде существовали самые примитивные одноклеточные организмы. В слоях Земли, образовавшихся около 3 млрд лет назад, обнаружены остатки нитей водорослей и бактериоподобных организмов. В протерозое господствовали одноклеточные и многоклеточные водоросли и бактерии, появились первые многоклеточные животные. На добиогенном этапе развития географической оболочки в морях были накоплены мощные толщи железистых кварцитов (джеспилитов), свидетельствующих о том, что тогда верхние части земной коры были богаты соединениями железа, а атмосфера характеризовалась очень низким содержанием свободного кислорода и высоким содержанием углекислого газа.

Биогенный этап развития географической оболочки по времени соответствует фанерозойскому зону, включающему палеозойскую, мезозойскую и почти всю кайнозойскую эры. Его длительность оценивается в 570 млн лет. Начиная с нижнего палеозоя органическая жизнь становится ведущим фактором в развитии географической оболочки. Слой живого вещества (так называемый биостром) получает глобальное распространение, с течением времени все более усложняются его структура и строение самих растений и животных. Жизнь, зародившаяся в море, охватила затем сушу, воздух, проникла в глубины океанов.

В процессе развития географической оболочки условия существования живых организмов неоднократно менялись, что приводило к вымиранию одних видов и приспособлению других к новым условиям.

Многие ученые связывают коренные перемены в развитии органической жизни, в частности выход растений на сушу, с крупными геологическими событиями - с периодами усиленного горообразования, вулканизма, регрессий и трансгрессий моря, с движением материков. Принято считать, что крупномасштабные преобразования органического мира, в частности вымирание одних групп растений и животных, появление и прогрессивное развитие других, были связаны с процессами, происходящими в самой биосфере, и с теми благоприятными обстоятельствами, которые создавались в результате деятельности абиогенных факторов. Так, повышение содержания углекислого газа в атмосфере во время интенсивной вулканической деятельности сразу активизирует процесс фотосинтеза. Регрессия моря создает благоприятные условия для формирования органической жизни на обмелевших участках. Существенные изменения экологических условий часто приводят к гибели одних форм, что обеспечивает бесконкурентное развитие других. Есть все основания полагать, что эпохи существенной перестройки живых организмов находятся в прямой связи с основными эпохами складкообразования. В эти эпохи формировались высокие складчатые горы, резко усиливалась расчлененность рельефа, активизировалась вулканическая деятельность, обострялась контрастность сред и интенсивно протекал процесс взаимообмена веществом и энергией. Изменения внешней среды служили толчком к видообразованию в органическом мире.

На биогенном этапе биосфера начинает оказывать мощное воздействие на структуру всей географической оболочки. Возникновение фотосинтезирующих растений коренным образом изменило состав атмосферы: снизилось содержание углекислого газа и появился свободный кислород. В свою очередь накопление кислорода в атмосфере вело к изменению характера живых организмов. Поскольку свободный кислород оказался сильнейшим ядом для не приспособленных к нему организмов, многие виды живых организмов вымерли. Наличие кислорода способствовало образованию озонового экрана на высоте 25-30 км, который поглощает коротковолновую часть ультрафиолетовой солнечной радиации, губительную для органической жизни.

Под влиянием живых организмов, которые испытывают все компоненты географической оболочки, меняются состав и свойства речных, озерных, морских и подземных вод; происходит образование и накопление осадочных пород, образующих верхний слой земной коры, накопление органогенных пород (угля, коралловых известняков, диатомитов, торфа); формируются физико-химические условия миграции элементов в ландшафтах (в местах гниения живых органических соединений образуется восстановительная среда с недостатком кислорода, а в зоне синтеза водных растений образуется окислительная среда с избытком кислорода), условия миграции элементов в земной коре, что в итоге определяет ее геохимический состав. По словам В.И. Вернадского, жизнь является великим постоянным и непрерывным нарушителем химической косности поверхности нашей планеты.

Географической оболочке свойственна выраженная зональность. О зональности добиогенной геосферы известно мало, очевидно, что зональные изменения ее в то время были связаны с изменениями климатических условий и коры выветривания. На биогенном этапе в зональности географической оболочки ведущую роль играют изменения живых организмов. Начало зарождения географической зональности современного типа относят к концу мелового периода (67 млн лет назад), когда появляются цветковые растения, птицы и набирают силу млекопитающие. Благодаря теплому и влажному климату пышные тропические леса распространились от экватора до высоких Широт. Изменение очертаний материков на протяжении дальнейшей истории развития Земли приводило к изменению климатических условий, а соответственно и по-чвенно-растительного покрова, и животного мира. Постепенно усложнялись структура географических зон, видовой состав и организация биосферы.

В палеогене, неогене и плейстоцене происходило постепенное охлаждение земной поверхности; кроме того, суша расширилась и ее северные побережья в Евразии и Северной Америке продвигались в более высокие широты. В начале палеогена севернее экваториальных лесов появились сезонновлажные субэкваториальные леса, преимущественно листопадные, в Евразии они доходили до широт современных Парижа и Киева. В наше время леса такого типа встречаются лишь на полуостровах Индостан и Индокитай.

Последующее похолодание привело к развитию субтропических, а в конце палеогена (26 млн лет назад) и широколиственных лесов умеренного пояса. В настоящее время такие леса находятся гораздо южнее - в центре Западной Европы и на Дальнем Востоке. Субтропические леса отступили к югу. Более четко обособились природные зоны континентальных районов: степи, обрамленные на севере лесостепями, а на юге - саваннами, которые были распространены по всей Сахаре, на полуострове Сомали и на востоке Индостана.

В неогеновом периоде (25-1 млн. лет назад) похолодание продолжалось. Считается, что на протяжении этого периода земная поверхность охладилась на 8 °С. Произошло дальнейшее усложнение зональной структуры: на равнинах северной части Евразии возникла зона смешанных, а затем и хвойных лесов, а более теплолюбивые лесные зоны сузились и сдвинулись к югу. В центральных частях континентальных районов возникли пустыни и полупустыни; на севере их обрамляли степи, на юге - саванны, а на востоке - редколесья и кустарники. В горах более отчетливо проявилась высотная зональность. К концу неогена произошли существенные изменения природы Земли: усилилась ледовитость Арктического бассейна, интенсивнее стали циклонические осадки в средних широтах Евразии, уменьшилась сухость климата в Северной Африке и Передней Азии. Продолжавшееся похолодание привело к оледенению в горах: Альпы и горы Северной Америки покрылись ледниками. Похолодание, особенно в высоких широтах, достигло критического рубежа.

Для большей части четвертичного периода (приблизительно 1 млн - 10 тыс. лет назад) характерны последние в истории Земли оледенения: температура была на 4-6 °С ниже современной. Там, где выпадало достаточное количество осадков в виде снега, ледники рождались и на равнинах, например в субполярных широтах. В этой обстановке холод как бы аккумулировался, поскольку отражательная способность снежной и ледниковой поверхностей достигает 80%. Вследствие этого ледник расширялся, образуя сплошной щит. Центр оледенения в Европе находился на Скандинавском полуострове, а в Северной Америке - на Баффиновой Земле и Лабрадоре.

В настоящее время установлено, что оледенения как бы пульсировали, прерываясь межледниковьями. Причины пульсаций все еще являются предметом споров ученых. Некоторые из них связывают похолодание с активизацией вулканической деятельности. Вулканическая пыль и пепел заметно усиливают рассеяние и отражение солнечной радиации. Так, при уменьшении суммарной солнечной радиации только на 1% вследствие запыленности атмосферы средняя планетарная температура воздуха должна понижаться на 5 °С. Этот эффект усиливает возрастание отражающей способности самой охваченной оледенением территории.

В период оледенения появилось несколько природных зон: сам ледник, который образовал полярные пояса (арктический и антарктический); зона тундры, возникшая вдоль края арктического пояса на вечной мерзлоте; тундростепи в континентальных более сухих районах; луга в приокеанических частях. Эти зоны отделялись от отступающей к югу тайги зоной лесотундры.

Антропогенный этап формирования географической оболочки назван так в связи с тем, что развитие природы на протяжении последних сот тысячелетий происходило в присутствии человека. Во второй половине четвертичного периода появились древнейшие люди - архантропы, в частности питекантроп (в Юго-Восточной Азии). Архантропы существовали на Земле длительное время (600-350 тыс. лет назад). Однако антропогенный период в развитии географической оболочки наступил не сразу вслед за появлением человека. Сначала воздействие человека на географическую оболочку было ничтожным. Собирательство и охота с помощью дубинок или почти необработанного камня по своему воздействию на природу мало отличали древнейшего человека от животных. Древнейший человек не знал огня, не имел постоянных жилищ, не пользовался одеждой. Поэтому он почти полностью находился во власти природы, а его эволюционное развитие определялось в основном биологическими закономерностями.

На смену архантропам пришли палеоантропы - древние люди, просуществовавшие в общей сложности свыше 300 тыс. лет (350-38 тыс. лет назад). В это время первобытный человек овладел огнем, что окончательно отделило его от животного царства. Огонь стал средством охоты и защиты от хищников, изменил состав пищи, помог человеку в борьбе с холодом, что способствовало резкому расширению области его обитания. Палеоантропы стали широко использовать пещеры в качестве жилищ, им была известна одежда.

Примерно 38,0 тыс. лет назад палеоантропов вытеснили неоантропы, к которым относится современный человек Homo sapiens. Именно к этому времени и относят начало антропогенного периода. Создав мощные производительные силы, которые участвуют в глобальном масштабе во взаимодействии всех сфер Земли, человек придает целенаправленность процессу развития географической оболочки. Почувствовав свое могущество, человек на собственном опыте убедился, что его благополучие неразрывно связано с полнокровным развитием природы. Осознание этой истины знаменует начало нового этапа эволюции географической оболочки - этапа сознательного регулирования природных процессов, имеющего целью достижение гармоничного развития системы <природа - общество - человек>.

Географические зоны

Характерной особенностью природы, выражением взаимозависимости ее компонентов, является зональность, которая обусловлена главным образом шарообразной формой Земли и ее вращением вокруг оси. Вследствие шарообразности Земли ее поверхность нагревается на различных широтах неодинаково, в то время как вращение Земли ставит в одинаковые условия нагревания определенные зоны земной поверхности, расположенные параллельно плоскости экватора.

Зональная неравномерность распределения солнечного тепла по поверхности нашей планеты в сочетании с отклоняющим влиянием вращения Земли вызывает общую циркуляцию атмосферы, что приводит к зональности всего комплекса климатических условий. Широтная зональность климатов и прежде всего смена тепловых условий в их закономерных сочетаниях с различными условиями увлажнения представляет собой главную причину зонального распределения многих других явлений природы — процессов выветривания и почвообразования, растительности и животного мира, гидрографической сети, солености поверхностных слоев воды и насыщенности ее газами и т. д. Так как все эти явления существуют не изолированно, а в виде взаимосвязанных природных комплексов, то широтная зональность климатов лежит в основе зональности распределения ландшафтов.

Лучший показатель зональных различий — растительность. Поэтому почти все природные географические зоны называются соответственно типу растительности, который в них преобладает. Например, различают зоны тундр, лесов, степей, субтропических лесов, пустынь и т. д.

Географические зоны, как правило, переходят одна в другую постепенно, образуя иногда хорошо выраженные переходные зоны. Например, между зонами тундр и лесов умеренного пояса расположена лесотундра, между лесами и степями — лесостепная зона, между степями и пустынями — зона полупустынь. Географические зоны существуют и в океанах, но вследствие подвижности водной среды границы между ними выражены гораздо менее четко, чем на суше.

В Мировом океане выделяют пять географических зон: тропическую, две умеренные и две холодные. Океанические зоны отличаются друг от друга температурами и соленостью поверхностных слоев воды, характером течений, животным и растительным миром.

Географическая зональность проявляется и в горных районах. Природные зоны располагаются в горах на разных абсолютных высотах. Они как бы опоясывают горные системы, сменяясь по вертикали. В зависимости от высоты гор и условий их расположения иногда наблюдается несколько таких высотных поясов. Отличительная особенность горных районов заключается в резкой смене природных явлений в зависимости от высоты. С увеличением высоты местности понижается температура воздуха, изменяются условия конденсации. Увлажнение воздуха до определенной высоты (зона максимальных осадков) возрастает, а выше этого уровня убывает. Выше снеговой границы происходит накопление снега и льда.

Изменение климатических условий с высотой приводит к изменению режима рек я особенностей стока, геоморфологических и почвообразовательных процессов, характера растительного и животного мира. Высотные пояса гор имеют много общего с широтными зонами равнин в том смысле, что сменяются при движении вверх примерно в том же порядке (начиная от широтной зоны, в которой расположена горная страна), в каком сменяются широтные зоны при движении от экватора к полюсам.

Высотные пояса, конечно, не являются точными копиями аналогичных широтных зон как вследствие различий в условиях солнечной радиации, так и потому, что на них оказывают влияние местные условия (удаленность гор от океанов, степень расчленения рельефа, различие экспозиции склонов, высота гор, история их развития и т. д.). Наиболее полными системами высотной поясности (от ледников на вершинах гор до тропических лесов у подножий) отличаются горные массивы тропических широтных зон.

Географический пояс — крупнейшее зональное подразделение географической оболочки, опоясывающей земной шар в широтном направлении. Географические пояса соответствуют климатическим поясам. Каждый географический пояс отличается целостностью климатических условий.

Земной шар подразделяется на следующие географические зоны и пояса:

Северная полярная зона — к северу от Северного Полярного Круга

(арктический пояс);

Северная Умеренная зона — между Северным Полярным Кругом и Тропиком Рака

Выделяется южный умеренный пояс;

Жаркая зона — между Тропиками Рака и Козерога

Выделяются: южный тропический пояс,

экваториальный пояс,

северный тропический пояс;

Южная Умеренная зона — между Тропиком Козерога и Южным полярным кругом

Выделяется северный умеренный пояс

Южная Полярная зона — к югу от Южного полярного круга

Выделяется антарктический пояс

На границах также выделяют следующие пояса:

два субэкваториальных (северный и южный);

два субтропических (северный и южный),

субарктический,

субантарктический.

В Жаркой зоне солнце находится в зените, по крайней мере, однажды в году — на границах тропиков это происходит во время летнего солнцестояния, а на экваторе во время равноденствий. Это самая горячая (жаркая) часть земли и здесь есть два ежегодных сезона: сухой и влажный. Жаркая зона включает большую часть Африки, южной Индии, южной Азии, Индонезии, Новой Гвинеи, северной Австралии, Центральной Америки и северной Южной Америки.

В двух Умеренных зонах солнце никогда не находится непосредственно в зените, климат является умеренным (мягким), медленно изменяясь от тёплого к холодному. В данных зонах имеются четыре времени года — весна, лето, осень и зима. Северная Умеренная зона включает Великобританию, Европу, северную Азию и Северную Америку. Южная Умеренная зона включает южную Австралию, Новую Зеландию, юг Южной Америки и Южной Африки.

В двух Полярных зонах встречается такое явление, как полярный день и полярная ночь — на границах зон во время солнцестояния солнце не восходит в течение 24 часов, в то время как на полюсах день «длится один год» — шесть месяцев солнечного света и шести месяцев ночь. Полярные зоны — самые холодные части земли, покрыты льдом и снегом. Северная Полярная зона (Арктика) включает северную Канаду и Аляску, остров Гренландия, северную Скандинавию, северную Россию и арктические льды. Южная Полярная зона (Антарктика) состоит из континента Антарктиды; другие самые близкие материки — южный мыс Чили и Аргентины, а также Новая Зеландия.

История изучения географических зон

Первая гипотеза о существовании географических зон была выдвинута древнегреческим ученым Аристотелем. Он считал, что земля разделена на три типа климатических зон, основывающихся на их расстоянии от экватора.

Размышляя, что область около экватора была слишком жаркой для жилья, Аристотель выделил регион в обе стороны от экватора (23,5° с.ш. — 23,5° ю.ш.) и назвал его «Жаркая зона». Он считал, что от Северного Полярного Круга и до полюса находится вечная мерзлота. Он назвал эту непригодную для жилья зону «Полярная зона». Единственным местом, которое Аристотель считал приемлемым для жизни, была «Умеренная зона», расположенный между «Полярной зоной» и «Жаркой зоной». Одной из причин, по которой Аристотель считал, что Умеренная зона была лучшим местом для жизни, мог быть тот факт, что сам он жил в этой зоне.

Поскольку знание географии земли улучшилось, вторая «Умеренная зона» была выделена к югу от экватора, а вторая «Полярная зона» — вокруг Антарктики.

Карта Аристотеля была значительно упрощённой, хотя общая идея была верной. В настоящее время обычно используется карта климата, составленная немецким климатологом и ботаником-любителем Владимиром Кеппеном (англ. Wladimir Köppen) (1846—1940). Земля разделена на шесть главных климатических областей, основанных на среднегодовом уровне осадков, среднемесячном уровне осадков и среднемесячной температуре.

Контрольные вопросы:

1.Что такое географическа оболочка?

2. Какие выделяют этапы в развитии географической оболчки?

3.На чём построена географическая зональность?

4. Какие выделяют географические пояса?

5. В каких поясах располагается территория России?

6. Расскажите об истории изучения географических зон.