Предмет географии. Географическа оболочка
Введение
География — наука, зародившаяся на заре развития человеческой мысли. Первые географические представления высказывались древнейшими культурными народами Египта, Месопотамии, Индии и Китая за много столетий до нашей эры.
Начало систематизации географических знаний было положено в античное время (VII—I вв. до н.э.). В этот период стали известны основные свойства Земли как планеты — ее фигура, размеры, движение в мировом пространстве.
География имеет глубокие исторические корни. Но на разных этапах развития географии содержание ее было различным. Вот почему география — наука древняя и одновременно молодая: ныне она решает совсем другие задачи, чем в прошлом. В течение длительного времени это была описательно-познавательная наука, задачи которой сводились к открытию и описанию ранее неизвестных стран и земель. Особого расцвета это направление в географии достигло в период с середины XV —до середины XVII в., известный под названием эпохи великих географических открытий. Именно в это время человек узнал о строении поверхности нашей планеты, ее материках и океанах, их взаимном расположении. На основе полученных сведений была составлена карта с показом основных черт строения лика Земли.
Собственно научные географические исследования начались со второй половины XVII в. К этому периоду относится изучение внутренних частей материков, открытие Антарктиды, кругосветные путешествия, создание страноведческих описаний отдельных стран и регионов, появление научных географических обществ.
Особенно интенсивно и систематически стали проводиться географические исследования в связи с запросами практики во второй половине XIX в. Естественно, что на этом этапе география уже не ограничивалась только описанием отдельных фактов и явлений, но и стремилась дать им научное объяснение. Большой объем разнообразных знаний о Земле привел к тому, что на рубеже XIX и XX вв. в географии стали зарождаться самостоятельные отрасли знаний: климатология, океанология, геоботаника и др.
Современная география — это целая система наук. В ней выделяются две группы наук — физико-географическая и экономико-географическая. Объектом изучения физической географии является географическая оболочка в целом, а также составляющие ее компоненты (горные породы и слагаемый ими рельеф, воздух, вода, почвы, растения и животные) и природные комплексы.
Одна из важнейших задач современной географии — изучение процессов взаимодействия природы и общества в целях научного обоснования рационального использования природных ресурсов и сохранения благоприятных условий для жизни человека на нашей планете.
1. Географическая оболочка
Географическая оболочка – целостная и непрерывная оболочка Земли, включающая в себя нижнюю часть атмосферы, верхнюю – литосферы, всю гидросферу и всю биосферу. Между оболочками Земли происходит сложное взаимодействие, непрерывный обмен веществом и энергией. Так, в атмосферу поступают вода в результате ее испарения с поверхности океана и суши, твердые частицы, поднимаемые ветром с поверхности суши или поступающие в атмосферу во время извержения вулканов. Воздух и вода проникают в верхнюю часть литосферы. Различные твердые частицы постоянно сносятся в водоемы, в водоемы поступают и газы из атмосферы. От поверхности Земли нагреваются верхние слои атмосферы.
Границы географической оболочки выражены нечетко, поэтому ученые определяют их по-разному. Обычно за верхнюю границу принимают озоновый экран. Нижняя граница географической оболочки на суше чаще всего проводится на глубине не более 1000 м. Это та часть земной коры, которая подвержена сильным изменениям под воздействием атмосферы, гидросферы и живых организмов. В океане нижней границей географической оболочки служит его дно. Таким образом, общая мощность географической оболочки составляет около 30 км.
Следовательно, географическая оболочка территориально и по объему совпадает с биосферой. Однако единой точки зрения относительно соотношения биосферы и географической оболочки нет.
Географической оболочке свойствен ряд специфических особенностей. Она отличается прежде всего большим разнообразием вещественного состава и видов энергии. Вещество оболочки одновременно может находиться в трех агрегатных состояниях — твердом, жидком и газообразном. Географическая оболочка — область зарождения жизни на Земле, арена активной деятельности человеческого общества.
В целом географическая оболочка — наиболее сложно устроенная часть нашей планеты, особенно на контакте сфер: атмосферы и литосферы (поверхности суши), атмосферы и гидросферы (поверхностные слои Мирового океана), гидросферы и литосферы (дно океана). Вверх и вниз от этих поверхностей строение географической оболочки становится более простым.
Географическая оболочка неоднородна не только в вертикальном, но и горизонтальном направлениях. Она дифференцируется на отдельные природные комплексы (ландшафты) — относительно однородные участки поверхности Земли. Каждый природный комплекс состоит из взаимосвязанных компонентов — составных частей. К ним относятся горные породы, воздух, вода, растения, животные и почвы. Каждый из них развивается по своим закономерностям. Взаимодействие компонентов и приводит к образованию природных комплексов.
Ландшафт — конкретная территория, однородная по своему происхождению и истории развития, неделимая по зональным и азональным признаком, обладающая единым геологическим фундаментом, однотипным рельефом, общим климатом, единообразным сочетанием гидротермических условий, почв, биоценозов и, следовательно, однохарактерным набором простых геокомплексов (фадий, урочищ). Это одна из таксономических единиц классификации природно-территориальных комплексов. В зависимости от происхождения различают ландшафты: агрокультурцый (сельскохозяйственный), антропогенный, геохимический, природный и др. Структуру каждого географического ландшафта определяют процессы обмена веществом и энергией.
Фация служит первичной функциональной ячейкой ландшафта, подобно клетке в живом организме. С фаций следует начинать изучение круговоротов и трансформации энергии и вещества в геосистемах, включая биогеохимическую «работу» организмов. Первичная географическая информация, получаемая на площадках или «точках» полевого наблюдения и описания, относится именно к фациям. Отличительные особенности фации как элементарной геосисмы — динамичность, относительная неустойчивость и недолговечность. Эти свойства вытекают от потоков вещества и энергии, поступающих из смежных фаций. Ландшафт и фация несоизмеримы по их долвечности.
Урочищем называется сопряженная система фаций, объединяемых общей направленностью физико-географических процессов и приуроченных к одной мезоформе рельефа на однородном субстрате. Наиболее отчетливо они выражены в условиях расчлененного рельефа с чередованием выпуклых («положительных») и вогнутых («отрицательных») форм мезорельефа — холмов и котловин, гряд и ложбин, межовражных плакоров и оврагов и т.п. Урочище — важная промежуточная ступень в геосистемной иерархии между фацией и ландшафтом. Оно обычно служит основным объектом полевой ландшафтной съемки. По своему значению в морфологии ландшафта урочища могут быть фоновыми, или доминантными, субдоминантными и второстепенными. Самой крупной морфологической частью ландшафта считается местность, представляющая собой особый вариант характерного для данного ландшафта сочетания урочищ. Причины обособления местностей и их внутреннее строение очень разнообразны.
Ландшафт антропогенный — значительно измененный или искусственно созданный человеком на природной основе ландшафт. По характеру воздействия выделяют: культурные (целенаправленные воздействия —поле, луг), акультурные (в результате нерациональной деятельности человека) и деградировавшие ландшафты, т. е. потерявшие способность выполнять функции воспроизводства здоровой среды.
Дифференциация географической оболочки на природные комплексы обусловлена неравномерным поступлением тепла на разные ее участки и неоднородностью земной поверхности (наличием материков и океанических впадин, гор, равнин, возвышенностей и т.д.). Природные комплексы могут быть разных размеров. Самый крупный природный комплекс — географическая оболочка. К природным комплексам относятся материки и океаны. Внутри материков выделяются такие, например, природные комплексы, как Восточно-Европейская равнина, Уральские горы, Амазонская низменность, пустыня Сахара. Примерами природных комплексов могут служить и природные зоны (тундры, лесов, степей и т.д.). Природные комплексы наименьшие по размерам — отдельные холмы, их склоны, долина реки и ее отдельные участки (русло, пойма, надпойменные террасы). Чем меньше природный комплекс, тем однороднее его природные условия. Однако и у больших природных комплексов сохраняется однородность, обусловленная особенностью их исторического развития.
Таким образом, вся географическая оболочка имеет сложное мозаичное строение, она состоит из природных комплексов разного размера. Природные комплексы, образовавшиеся на суше, называют природными территориальными, а в океане или в другом водоеме — природными аквальными.
Наиболее крупные зональные подразделения географической оболочки — географические пояса. Они отличаются друг от друга температурными условиями, а также общими особенностями циркуляции атмосферы, почвенно-растительного покрова и животного мира. На суше выделяются следующие географические пояса: экваториальный и в каждом полушарии субэкваториальный, тропический, субтропический, умеренный, а также в северном полушарии субарктический и арктический, а в южном — субантарктический и антарктический. Аналогичные по названию пояса выявлены и в Мировом океане. Географические пояса протягиваются преимущественно в широтном направлении и, по существу, совпадают с климатическими поясами.
Внутри поясов по соотношению тепла и влаги выделяются природные зоны, названия которых определяются по преобладающему в них типу растительности. Так, например, в субарктическом поясе это зоны тундры и лесотундры, в умеренном поясе — зоны лесов, лесостепи, степи, полупустынь и пустынь, в тропическом поясе — зоны лесов, редколесий и саванн, полупустынь и пустынь. В связи с неоднородностью земной поверхности, а следовательно, и увлажнения в различных частях материков зоны не всегда имеют широтное простирание. Иногда они имеют почти меридиональное направление, как, например, в Северной Америке. Причем одни зоны (степей, полупустынь и пустынь) наиболее характерны для внутренних частей материков, а другие тяготеют к их океанической периферии (зоны лесов). Неоднородны и зоны, протягивающиеся через весь материк. Обычно они подразделяются на три меридиональных отрезка, соответствующие центральной внутриматериковой их части и двум приокеаническим секторам. Горизонтальная зональность лучше всего выражена на больших по площади равнинах, таких, как Восточно-Европейская и Западно-Сибирская. Это классические области проявления зональности.
Зональность характерна и для Мирового океана. Она находит свое отражение в изменении от экватора к полюсам свойств поверхностных вод (температуры, солености, плотности и прозрачности их, интенсивности волнения и др.), а также состава растительности и животного мира.
Интересная закономерность изменения природы, получившая название высотной поясности, наблюдается в горных районах. Высотная поясность — закономерная смена природных компонентов и природных комплексов с подъемом в горы от их подножия до вершин. Она обусловлена изменением климата с высотой: понижением температуры (на 0,6 °С на каждые 100 м подъема) и до определенной высоты (до 2—3 км) увеличением осадков.[1]
Высотная поясность имеет много общего с горизонтальной зональностью, смена поясов в горах происходит в той же последовательности, как и на равнине при движении от экватора к полюсам. Однако природные пояса в горах меняются значительно быстрее, чем природные зоны на равнинах. Кроме того, в горах есть особый пояс субальпийских и альпийских лугов, которого нет на равнинах. Высотная поясность начинается в горах с аналога той горизонтальной зоны, в пределах которой расположены горы. Так, в горах находящихся в степной зоне, нижний пояс горно-степной, в лесной — горно-лесной и т. д. Количество высотных поясов зависит от высоты гор и их местоположения. Чем выше горы и чем ближе они расположены к экватору, тем богаче у них набор (спектр) поясов.
Характер высотной поясности гор определяется также их расположением относительно океана. Горам, находящимся вблизи океана, свойственны лесные, во внутриконтинентальных аридных районах — безлесные пояса.
В результате наклона оси вращения Земли к плоскости орбиты и его годового движения на Земле образовалось пять поясов освещения, ограниченных тропиками и полярными кругами. Они отличаются высотой полуденного стояния Солнца над горизонтом, продолжительностью дня и соответственно тепловыми условиями.
Жаркий пояс лежит между тропиками (греч. tropikas — круг поворота). В его пределах Солнце два раза в году бывает в зените, на тропиках — по одному разу в год, в дни солнцестояний (и этим они отличаются от всех остальных параллелей). На экваторе день всегда равен ночи, на других широтах этого пояса продолжительность их мало отличается. Жаркий пояс занимает около 40 % земной поверхности.
Умеренные пояса (два) располагаются между тропиками и полярными кругами. Солнце в них никогда не бывает в зените. В течение суток обязательно происходит смена дня и ночи, причем продолжительность их зависит от широты и времени года. Близ полярных кругов (с 60 до 66,5°) летом наблюдаются светлые, так называемые белые ночи с сумеречным освещением за счет слияния вечерней и утренней зари, так как Солнце ненадолго и неглубоко уходит под горизонт. Общая площадь умеренных поясов составляет 52 % земной поверхности.
Холодные пояса (два) — к северу от северного и к югу от южных полярных кругов. Они отличаются наличием полярных дней и ночей, продолжительность которых увеличивается от одних суток — на полярных кругах (и этим они отличаются от всех остальных параллелей) до полугода — на полюсах. Их общая площадь 8 % земной поверхности.
Пояса освещения — основа климатической зональности и природной зональности вообще.[2]
2. Литосфера
Геоморфология — это наука о рельефе, т.е. земной поверхности, понимая под нею поверхность литосферы или поверхность раздела литосферы с гидро- и атмосферами.
Современный рельеф — совокупность неровностей земной поверхности разного масштаба. Их называют формами рельефа. Рельеф сформировался в результате взаимодействия внутренних (эндогенных) и внешних (экзогенных) геологических процессов.
Формы рельефа различны по размерам, строению, происхождению, истории развития и т. д. Различают выпуклые (положительные) формы рельефа (горный хребет, возвышенность, холм и др.) и вогнутые (отрицательные) формы (межгорная котловина, низменность, овраги и др.).
Крупнейшие формы рельефа — материки и океанические впадины и крупные формы — горы и равнины образовались прежде всего за счет деятельности внутренних сил Земли. Средние по размерам и мелкие формы рельефа — речные долины, холмы, овраги, барханы и другие, наложенные на более крупные формы, созданы различными внешними силами.
В основе геологических процессов лежат разные источники энергии. Источником внутренних процессов является тепло, образующееся при радиоактивном распаде и гравитационной дифференциации веществ внутри Земли. Источник энергии внешних процессов — солнечная радиация, превращающаяся на Земле в энергию воды, льда, ветра и т. д.
Мегарельеф - крупные формы рельефа, части планетарных форм: материковые выступы, впадины океанов, горные страны, великие равнины, срединно-океанические хребты, островные дуги и др.
С внутренними процессами связаны различные тектонические движения земной коры, создающие основные формы рельефа Земли, магматизм, землетрясения. Тектонические движения проявляются в медленных вертикальных колебаниях земной коры, в образовании складок горных пород и разломов.
Медленные вертикальные колебательные движения — поднятия и опускания земной коры — совершаются непрерывно и повсеместно, сменяясь во времени и пространстве на протяжении всей геологической истории. Они свойственны платформам. С ними связано наступление моря и соответственно изменение очертаний материков и океанов. Например, в настоящее время медленно поднимается Скандинавский полуостров, но опускается южное побережье Северного моря. Скорость этих движений до нескольких миллиметров в год.
Под складчатыми тектоническими нарушениями пластов горных пород подразумеваются изгибы слоев без нарушения их сплошности. Складки различаются по размерам, причем мелкие нередко осложняют крупные, по форме, по происхождению и т. д.
Складчатые и разрывные деформации (нарушения) пластов земной коры на фоне общего тектонического поднятия территории приводят к образованию гор. Поэтому складчатые и разрывные движения объединяют под общим названием орогенических (от греч. ого — гора, genos — рождение), т.е. движений, создающих горы (орогены).[3]
При горообразовании темпы поднятия всегда интенсивнее процессов разрушения и сноса материала.
Складчатые и разрывные тектонические движения сопровождаются, особенно в горах, магматизмом, метаморфизмом горных пород и землетрясениями.
Магматизм связан прежде всего с глубинными разломами, пересекающими земную кору и уходящими в мантию. В зависимости от степени проникновения магмы из мантии в земную кору он подразделяется на два типа: интрузивный, когда магма, не достигая поверхности Земли, застывает на глубине, и эффузивный, или вулканизм, когда магма прорывает земную кору и изливается на земную поверхность. При этом из нее выделяется много газов, первоначальный состав изменяется, и она превращается в лаву. Состав лав весьма разнообразен. Излияния происходят либо по трещинам (этот тип извержения преобладал на первоначальных этапах формирования Земли), либо через узкие каналы на пересечении разломов, называемые жерлами.
При трещинных излияниях образуются обширные лавовые покровы (на плато Декан, на Армянском и Эфиопском нагорьях, на Среднесибирском плоскогорье и т.д.). В историческое время значительные излияния лав происходили на Гавайских островах, в Исландии, они весьма характерны для срединно-океанических хребтов.
Если магма поднимается по жерлу, то при излияниях, обычно многократных, образуются возвышения — вулканы с воронкообразным расширением наверху, называемым кратером. Большинство вулканов имеет конусовидную форму и состоит из рыхлых продуктов извержений, переслаивающихся с застывшей лавой.
С эндогенными процессами связаны также землетрясения — внезапные подземные удары, сотрясения и смещения пластов и блоков земной коры. Очаги землетрясений приурочены к зонам разломов.
На рельеф земной поверхности помимо внутренних процессов одновременно воздействуют и различные внешние силы. Деятельность любого внешнего фактора складывается из процессов разрушения и сноса пород (денудация) и отложения материала в понижениях (аккумуляция). Этому предшествует выветривание — процесс разрушения горных пород под влиянием резкого колебания температур и замерзания воды в трещинах породы, а также химического изменения их состава под влиянием воздуха и воды, содержащей кислоты, щелочи и соли. В выветривании принимают участие и живые организмы. Выделяют два основных вида выветривания: физическое и химическое. В результате выветривания горных пород образуются рыхлые отложения, удобные для перемещения водой, льдом, ветром и т. д.
Главнейшим внешним процессом на земной поверхности является деятельность текучей воды. Она практически повсеместна, за исключением полярных районов и гор, покрытых ледниками, и ограничена в пустынях. За счет текучей воды происходит общее понижение поверхности под влиянием сноса почвы и горных пород, образуются такие эрозионные формы рельефа, как овраги, балки, речные долины, а также аккумулятивные формы — конусы выноса балок и оврагов, дельты рек.
В горах большой разрушительной силой обладают временные грязекаменные потоки, называемые селями. Содержание твердого материала в них может достигать 75 % общей массы потока. Сели перемещают к подножиям гор огромное количество обломочного Материала. С селями связаны катастрофические разрушения селений, дорог, плотин.
Большую постоянную разрушительную работу как в горах, так на равнинах производят реки. В горах, используя межгорные Долины и тектонические разломы, они образуют глубокие узкие Речные долины с крутыми склонами типа ущелий, на которых развиваются различные склоновые процессы, снижающие горы. На равнинах реки тоже производят активную работу, подмывая склоны и расширяя долину до десятков километров в ширину. В отличие от горных рек у них есть пойма. Склоны речных долин на равнинах обычно имеют надпойменные террасы — прежние поймы, свидетельствующие о периодическом врезании рек. Поймы и русла рек служат теми уровнями, к которым «привязаны» овраги и балки. Поэтому понижение их вызывает рост и врезание оврагов, увеличение крутизны прилегающих к ним склонов, смыв почв и т. д.
Поверхностные текучие воды на протяжении длительного геологического времени способны произвести грандиозную разрушительную работу в горах и на равнинах. Именно с ними в первую очередь связано образование равнин на месте некогда горных стран.
Определенную разрушительную работу в горах и на равнинах производят ледники. Они занимают около 11 % суши. Более 98 % современного оледенения приходится на покровные ледники Антарктиды, Гренландии и полярных островов и только около 2 % на горные ледники. Мощность покровных ледников до 2—3 км и более. В горах ледники занимают плоские вершины, понижения на склонах и межгорные долины. Долинные ледники удаляют с гор весь тот материал, который поступает на его поверхность со склонов, и тот, который он выпахивает при движении по подледному ложу. Транспортируемый ледником материал в виде несортированного суглинка и супеси с валунами, так называемой морены, откладывается у края ледника, а потом реками, начинающимися у края ледников, выносится к подножию гор.[4]
Ветер — повсеместный фактор на Земле. Однако полнее всего его разрушительная и созидательная работа проявляется в пустынях. Там сухо, почти отсутствует растительность, много рыхлых сыпучих частиц — продуктов интенсивного физического выветривания, обусловленного резким перепадом температур в течение суток. Формы рельефа, созданные ветром, называются эоловыми (по имени греческого бога Эола — повелителя ветров). В каменистых пустынях ветер не только выдувает мелкие частицы, образующиеся за счет процессов разрушения. Ветропесчаный поток обтачивает скалы, придает им причудливые формы и в конце концов разрушает их и выравнивает поверхность.
Таким образом, рельеф Земли формируется за счет внутренних и внешних сил — вечных антагонистов. Внутренние процессы создают основные неровности на поверхности Земли, а внешние процессы за счет разрушения выпуклых форм и накопления материала в вогнутых формах стремятся их уничтожить, выровнять земную поверхность.
Заключение
Современная география родилась во 2-й половине19 века. Выделилась океанография, геоморфология, климатология и др. Сейчас наиболее существенная проблема – это взаимодействие человека с окружающей средой. Появилось новое направление - геоэкология.
Каждый природный комплекс имеет более или менее четко выраженные границы, обладает природным единством, проявляющимся в его внешнем облике (например, лес, болото, горный массив, озеро и т. д.). Географическая оболочка, являясь целостной, неоднородна на разных широтах, на суше и в океане – самый крупный природный комплекс.
Формирование любого природного комплекса происходило миллиарды лет. На суше оно осуществлялось под влиянием взаимодействия компонентов природы: горных пород, климата, воздушных масс, воды, растений, животных, почв. Все компоненты в природном комплексе, как и в географической оболочке, переплетены друг с другом и образуют целостный природный комплекс, в нем так же происходит обмен веществ и энергии.
А самый большой природный комплекс Земли — географическая оболочка. Все природные комплексы испытывают на себе огромное влияние человека. Многие из них уже сильно изменены многовековой деятельностью человечества. Человек создал новые природные комплексы: поля, сады, города
Большое, нередко отрицательное, воздействие на географическую оболочку оказывает в настоящее время человек, в результате возникла важнейшая глобальная проблема — экологическая, от решения которой зависит будущее человечества. Наряду с глобальными изменениями природы происходят и региональные. Следует помнить, что наиболее уязвимы ландшафты, испытывающие недостаток тепла или влаги, к которым в первую очередь относятся ландшафты тундр и пустынь.
Вспоминая историю нашего вопроса, можно сделать вывод, что экологические проблемы – вовсе не явление ХIХ-ХХ веков, а изначальное противоречие между человеком и окружающей его средой, берущее начало у самых истоков цивилизации и коренящееся в глубинах людской психологии.
Говоря о современном состоянии наиболее актуальных экологических проблем, можно подчеркнуть тот факт, что одновременно с их серьезнейшим обострением, наметилось общее стремление искать выходы из складывающейся, порой критической, ситуации.
А в этой связи, среди наиболее перспективных направлений природоохранной деятельности можно назвать различные общественные движения и межгосударственные акции, в силу своей неофициальности имеющие серьезное воспитательное значение.
Список литературы
Баландин Р. К. Природа и цивилизация. – М.: Мысль, 1988.
Гвоздецкий Н.А. Основые проблемы физической географии. – М.: Просвещение, 1979.
Петросова Р.А. Естествознание и основы экологии. – М.: Наука, 1998.
Физическая география / под ред. К.В. Пашканга. – М.: Высшая школа, 1991.
[1] Гвоздецкий Н.А. Основые проблемы физической географии. – 46с.
[2] Физическая география / под ред. К.В. Пашканга. – 22с.
[3] Физическая география / под ред. К.В. Пашканга. – 73с.
[4] Гвоздецкий Н.А. Основые проблемы физической географии. – 122с.