Географическая оболочка – охватывает верхнюю часть земной коры, нижнюю часть атмосферы и включает в себя гидросферу, почвенный и растительный покровы и животный мир. В отличие от других сфер земного шара (а также от оболочек других планет) в географической оболочке Земли вещество встречается в трех состояниях (одновременно в жидком, твердом и газообразном). Процессы в ней протекают как за счет космических, так и внутренних (земных) источников энергии. Только в ней есть жизнь.
Географическая оболочка – это система: все ее компоненты взаимосвязаны, взаимодействуют и взаимно определяют друг друга. Самое главное – это система открытая: обмен веществ и энергии происходит не только между ее компонентами, но и между оболочкой, космосом и внутренними частями Земли. В своем развитии географическая оболочка прошла 3 этапа. Начало первому из них – неорганическому – положило отделение суши от океана и выделение атмосферы. На втором этапе в географической оболочке образуется биосфера, преобразившая все протекающие в ней процессы. На третьем (современном) – в ней возникает человеческое общество.
Она дифференцирована как в широтном (с севера на юг), так и в долготном направлениях (с запада на восток).
Наиболее существенной пространственной чертой является ее дифференциация на океанические и материковые секторы . Всего их 6:
3 материковых – Европейско-Африканский, Азиатско-Австралийский, Американский;
3 океанических – Атлантический, Индийский, Тихоокеанский.
Второй важнейшей чертой географической оболочки является ее зональность (закономерные изменения каждого компонента и всей природы в целом от полюса до экватора).
Деление на пояса и секторы.
Географические пояса охватывают Землю кольцом, включая материки и океаны. Они обусловлены шарообразностью планеты ® неравномерное распределение солнечной радиации, циркуляция атмосферы, влагооборот.
1) экваториальный;
2) два тропических;
3) два умеренных;
4) два полярных.
Секторы – в каждом поясе на суше выделяют (западный, центральный, восточный) секторы. В океанах соответственно течениям – западный, восточный.
Зональность – внутри каждого географического пояса формируются зоны на основе сочетания тепла и влаги (атмосферного увлажнения).
Природные зоны - географические зоны - ландшафтные зоны.
Умеренный пояс: Арктическая, субарктическая зона, тайга, лесостепь, степная зона, полупустынная зона, пустыня.
Региональность : природные зоны делятся на регионы (провинции) – это те части зон, которые попадают в различные секторы географического пояса. В основе разделения лежит обмен между океаном, атмосферой и сушей.
Географическая зональность Северного и Южного полушарий настолько различна, что делает географическую оболочку диссимметричной по отношению к экватору. Она вызвана асимметрией рельефа. Южное полушарие океаническое, Северное – материковое. Вокруг Северного полюса океан, вокруг Южного – материк. Лесная, лесостепная, степная и пустынная зоны умеренных широт могли развиться только на обширной суше - поэтому они есть только в Северном полушарии, в Южном представлены только на очень ограниченных площадях.
Экваториальный пояс – простирается на 5° широты в оба полушария. Атмосфера характеризуется избыточным тепловым балансом. Солнечное тепло поступает в больших количествах (от 100 до 160 ккал/см 2 /год). Высокая влажность воздуха 80-95%, большая облачность и обильные осадки 1000-2500 мм/год. Испаряемость относительно невелика – 1000-1500 мм. Атмосферное увлажнение избыточно до 150%. Температура воздуха все месяцы держится в пределах 24-26°С. Воды суши обильны, много заболоченных территорий, речная сеть густая, реки многоводные. Озер мало, что объясняется интенсивностью речной эрозии. Экваториальная растительность представлена гилеей – мощными вечнозелеными, влажными лесами многоярусного строения.
Субэкваториальные пояса – (до 25° с.ш. и 20° ю.ш.) характерна переменная циркуляция атмосферы, которая проявляется в широтной миграции экваториального барического минимума, в субэкваториальных муссонах, в наличии сухого и дождливого времени года. С нею связана резко выраженная сезонная ритмика всех природных процессов. В Мировом океане субэкваториальные пояса выражены весьма четко и обозначены пассатными течениями. Среднемесячные температуры колеблются от 15 до 30°С. Продолжительность сезона дождей в субэкваториальных лесах от 1/3 до 2/3 года, в саваннах – менее 1/3 года. Основной зоной этого пояса является саванновая (травянистая растительность ксерофильного характера, сухие леса, редколесья, колючие кустарники, одиночно растущие деревья). В зависимости от продолжительности сезона дождей, субэкваториальные леса распадаются на преимущественно листопадные и смешанные листопадно-вечнозеленые.
Тропические пояса – (северный от 14-31 0 с.ш. и южный – 18-30 0 ю.ш.) это широты господства сухого и жаркого тропического воздуха, как на материках, так и на океанах. Здесь зарождаются пассаты и начинается восточный перенос воздушных масс. Максимальной температуры достигают 58°С, минимум падает ниже 0°С, среднемесячные – 12-35°С. Между временами года есть уже термическая разница. Постоянного временного стока нет, как и местных рек и озер. Реки только транзитные. Интенсивно физическое выветривание и эоловые процессы. Влажные муссонные листопадные леса, зона пустынь и полупустынь.
Субтропические пояса – лежат между тропическими и умеренными. Характерной чертой атмосферы субтропиков, кроме переменной циркуляции, является равенство ее солярных и фактических температур. Здесь нет избытка тепла, как и в жарких поясах, и нет его зимнего недостатка, как в умеренных и холодных. Среднегодовая температура воздуха совпадает со средней дня Земли (на высоте 2 метра) – 14°С. Летняя сухость обуславливает общую годовую недостаточность атмосферного увлажнения (оно не выше 59%). Аридность сказывается на всем облике природы средиземья. Реки в общем маловодные, летом мелеют, повышается уровень зимой. Озер, в силу расчлененности рельефа, мало. Дикорастущая растительность представлена лесной, кустарниковой и степной, большие площади заняты культурными растениями.
Северный умеренный пояс – за пределами субтропических широт, в умеренных поясах рельеф Земли становится асимметричным: Северное полушарие материковое, а южное – океаническое. Четко выступают 4 времени года + менее четкое пятое: весна, лето, осень, предзимье, зима. В январе радиационный баланс отрицательный. В холодную часть года атмосфера согревается не столько радиационным, сколько адвективным (из тропических широт) теплом. Здесь больше чем в любом другом поясе градиенты тепла и влаги и ® очень четко выражены секторы: на материках западно-приокеанические, внутриматериковые и восточно-приокеанические; на океанах западные с холодными течениями, восточные с теплыми течениями. Столь же отчетлива горизонтальная зональность природы. Умеренный пояс подразделяется на умеренно-теплый и сухой (на материке зоны пустынь, полупустынь, степи, лесостепи; в приокеанском секторе зона широколиственных лесов); умеренно-холодный и сырой (зона смешанных лесов и тайги).
Южный умеренный пояс – антиподален северному. Он почти целиком расположен на океане. Характерны интенсивный западный перенос, циклоническая деятельность и непрерывное циркумполярное холодное течение западных ветров. Плавающие льды – айсберги Антарктиды достигают 45° ю.ш.
Северный субполярный (субарктический) пояс – располагается на северной периферии Евразии и в Северной Америке. Солнечного тепла мало. Большую часть холодного времени года радиационный баланс отрицательный. Лето короткое. Грунт уже на глубине 30 см охвачен многолетней мерзлотой. Циркуляция атмосферы переменная: проникают и арктические, и умеренные воздушные массы. Осадков мало – 300-100 мм, испаряемость еще меньше, увлажнение избыточное до 150%. Многочисленные поверхностные воды – мелкие реки, озера, много болот.
Южный субполярный пояс – полностью находится на океане. Островная суша в нем рассеяна. Природа островов – океаническая, тундровая: прохладное лето и умеренная зима, высокая влажность и сильные ветра, скудная мохово-лишайниковая растительность.
Полярные пояса – Северный и Южный полюсы противоположны по характеру рельефа – первый океанический, второй материковый, но они однородны климатически. Оба пояса ледовые. Здесь минимальное количество (для Земли) солнечной радиации, но и массы льда. Климат Антарктиды суровее арктического.
Высотная поясность . В горных странах горизонтальные природные части суши сменяются высотными поясами. Она связана с падением с высотой температуры воздуха и испаряемости, увеличением количества осадков и атмосферного увлажнения. Высотные пояса любой горной страны, каждого хребта и даже отдельных его склонов качественно индивидуальны. Вертикальная поясность всегда начинается с той горизонтальной зоны, в которой находится горная система.
Для географической оболочки Земли свойственна ритмика (движение Земли вокруг оси создает суточные ритмы, вращение двойной планеты Земля-Луна = приливно-отливные волны в гидросфере, биологические часы некоторых животных). Годовое обращение Земли вокруг Солнца обуславливает сезонную ритмичность географических оболочек, смену времен года. Кроме хорошо изученных и очевидных сезонных и суточных есть менее очевидные многолетние и вековые.
Все развитие географической оболочки идет путем ежегодно накапливающихся прогрессивных изменений. Развитие идет поступательно от простого к сложному, от низкого к высшему, от старого к новому. В процессе развития она все глубже и глубже дифференцируется и усложняется.
Введение
1. Географическая оболочка как материальная система, ее границы, строение и качественные отличия от других земных оболочек
2. Круговорот вещества и энергии в географической оболочке
3. Основные закономерности географической оболочки: единство и целостность системы, ритмичность явлений, зональность, азональность
4. Дифференциация географической оболочки. Географические пояса и природные зоны
5. Высотная поясность гор в разных географических поясах
6. Физико-географическое районирование как одна из важнейших проблем физической географии. Система таксономических единиц в физической географии
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.
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) , 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 оболочка характеризуется 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 O 3 мала 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 = 0 o C. Величину X называют приведённой толщиной слоя озона или общим 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 эклогитовую сферу или симу, то есть всю толщину литосферы, с нижним горизонтом которой (700-1000 км) связаны глубокофокусные землетрясения.
Географическая оболочка — оболочка Земли, в пределах которой взаимно проникают друг в друга и находятся в тесном взаимодействии нижние слои атмосферы, верхние части литосферы, вся гидросфера и биосфера (рис. 1).
Представление о географической оболочке как о «наружной сфере земли» было введено русским метеорологом и географом П. И. Броуновым (1852-1927) еще в 1910 г., а современное понятие разработано известным географом академиком АН СССР А. А. Григорьевым.
Тропосфера, земная кора, гидросфера, биосфера — это структурные части географической оболочки , а заключенное в них вещество — ее компоненты.
Рис. 1. Схема строения географической оболочки
Несмотря на существенные различия структурных частей географической оболочки, у них есть одна общая, очень существенная черта — непрерывный процесс перемещения вещества. Однако скорость внутрикомпонентного перемещения вещества в разных структурных частях географической оболочки не одинакова. Наибольшие показатель скорости отмечены в тропосфере. Даже при безветрии совершенно неподвижного приземного воздуха не бывает. Условно в качестве средней скорости перемещения вещества в тропосфере можно принять величину 500-700 см/с.
В гидросфере из-за большей плотности воды скорость перемещения вещества ниже, причем здесь в отличие от тропосферы наблюдается общее закономерное убывание скорости движения вод с глубиной. В целом средние скорости переноса вод в Мировом океане составляют (см/с): на поверхности — 1,38, на глубине 100 м — 0,62, 200 м — 0,54, 500 м — 0,44, 1000 м — 0,37, 2000 м — 0,30, 5000 м -0,25.
В земной коре процесс переноса вещества настолько замедлен, что для его установления требуются специальные исследования. Скорость перемещения вещества в земной коре измеряется несколькими сантиметрами или даже миллиметрами в год. Так, скорость раздвижения срединно-океанического хребта варьирует от 1 см/год в Северном Ледовитом океане до 6 см/год в экваториальной части Тихого океана. Средняя же скорость раздвижения океанической земной коры составляет примерно 1,3 см/год. Установленная вертикальная скорость современных тектонических движений на суше такого же порядка.
Во всех структурных частях географической оболочки внутрикомпонентное перемещение вещества протекает в двух направлениях: горизонтальном и вертикальном. Эти два направления не противостоят друг другу, а представляют собой разные стороны одного и того же процесса.
Между структурными частями географической оболочки осуществляется активный и непрерывный обмен веществом и энергией (рис. 2). Например, в атмосферу в результате испарения с поверхности океана и суши поступает вода, твердые частицы попадают в воздушную оболочку во время извержения вулканов или с помощью ветра. Воздух и вода, проникая по трещинам и порам вглубь горных порол, попадают в литосферу. В водоемы постоянно поступают газы из атмосферы, а также различные твердые частицы, которые сносят потоки воды. От поверхности Земли нагреваются верхние слои атмосферы. Растения поглощают из атмосферы углекислый газ и выделяют в нее кислород, необходимый для дыхания всем живым существам. Живые организмы, отмирая, формируют почвы.
Рис. 2. Схема связей в системе географической оболочки
Вертикальные границы географической оболочки выражены нечетко, поэтому ученые определяют их по-разному. А. А. Григорьев, как и большинство ученых, верхнюю границу географической оболочки проводил в стратосфере на высоте 20-25 км, ниже слоя максимальной концентрации озона, задерживающего ультрафиолетовое излучение Солнца. Ниже этого слоя наблюдаются движения воздуха, связанные с взаимодействием атмосферы с сушей и океаном; выше движения атмосферы этого характера сходят на нет. Наибольшие споры среди ученых вызывает нижняя граница географической оболочки.
Чаще всего ее проводят по подошве земной коры, т. е. на глубине 8-10 км под океанами и 40-70 км под материками. Таким образом, общая мощность географической оболочки составляет около 30 км. По сравнению с размерами Земли это тонкая пленка.
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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
Важнейшие свойства
Свойства географической оболочки:
- Возможность аккумулирования и преобразования энергии солнечного света.
- Наличие свободной энергии, необходимой для большого количества разнообразных природных процессов.
- Уникальная способность производить биологическое разнообразие и служить естественной средой для жизни.
- Свойства географической оболочки включают огромное разнообразие химических элементов.
- 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.
Географическая оболочка - это целостная, непрерывная оболочка Земли, среда деятельности человека, в пределах которой соприкасаются, взаимно проникают друг в друга и взаимодействуют между собой нижние слои атмосферы, верхние слои литосферы, вся гидросфера и биосфера (рис. 1). Все сферы географической оболочки непрерывно обмениваются между собой веществом и энергией, образуя целостную и равновесную природную систему.
Географическая оболочка не имеет четких границ, поэтому ученые проводят их по-разному. Верхнюю границу совмещают с границей тропосферы (8-18 км) или с озоновым экраном (25-30 км). За нижнюю границу принимают границу земной коры (от 5 км под океанами до 70 км под горными сооружениями материков) или нижнюю границу ее осадочного слоя (до 5 км). Вещество в географической оболочке находится в трех состояниях: твердом, жидком, газообразном. Это имеет огромное значение для развития жизни и происходящих природных процессов на Земле.
Основными источниками развития всех процессов, происходящих в географической оболочке, служат солнечная энергия и внутренняя энергия Земли. Испытывает географическая оболочка и влияние космоса. Только в ней создаются условия для развития органической жизни.
Основные закономерности географической оболочки
Географической оболочке присущи следующие общие закономерности ее развития: целостность, ритмичность, круговорот веществ и энергии, зональность, азональность. Знание общих закономерностей развития географической оболочки позволяет человеку более бережно использовать природные богатства, не нанося ущерба окружающей среде.
Целостность - это единство географической оболочки, взаимосвязь и взаимозависимость ее природных компонентов (горных пород, воды, воздуха, почв, растений, животных). Взаимодействие и взаимопроникновение всех природных компонентов географической оболочки связывает их в единое целое. Благодаря этим процессам сохраняется природное равновесие. Изменение одного компонента природы неизбежно влечет за собой изменение других компонентов и географической оболочки в целом. Знание закона целостности географической оболочки имеет большое практическое значение. Если в хозяйственной деятельности человека не будет учитываться эта закономерность географической оболочки, то в ней будут происходить разрушительные процессы.
Требуется предварительное тщательное изучение территории, которая подвергается воздействию человека. Например, после осушения болота понижается уровень грунтовых вод. В результате меняется почва, микроклимат, растительность, животный мир, т. е. нарушается природное равновесие территории.
Понимание целостности географической оболочки позволяет предвидеть возможные изменения в природе, давать географический прогноз результатам воздействия человека на природу.
Ритмичность - это повторяемость тех или иных природных явлений через определенные интервалы времени, или ритмы. В природе все процессы и явления подчинены ритмам. Существуют ритмы разной продолжительности: суточные (смена дня и ночи), годовые (смена времен года), внутривековые (связанные с изменением солнечной активности - 11, 22 года и др.), многовековые (столетние) и охватывающие тысячелетия и многие миллионы лет. Их продолжительность может достигать 150-240 млн лет. С ними связаны, например, периоды активного образования гор и относительного спокойствия земной коры, похолодания и потепления климата.
Наиболее известен 11-летний ритм солнечной активности, которая определяется числом пятен, видимых на поверхности Солнца. Увеличение солнечной активности сопровождается увеличением числа пятен на Солнце и потока солнечной энергии к Земле («солнечный ветер»). Это вызывает на Земле магнитные бури, влияет на погоду и климат, здоровье человека.
Круговорот веществ и энергии - важнейший механизм развития природных процессов географической оболочки, благодаря которому осуществляется обмен веществ и энергии между ее составными частями. Выделяют различные круговороты (циклы) веществ и энергии: круговорот воды (гидрологический цикл), воздушные круговороты в атмосфере (циркуляция атмосферы), круговороты в литосфере (геологический цикл) и др.
Происходит круговорот веществ и в литосфере. Магма изливается на поверхность и образует изверженные горные породы. Под действием энергии Солнца, воды и температур они разрушаются и превращаются в осадочные породы. Погружаясь на большие глубины, осадочные породы испытывают действие высоких температур и давления, превращаются в метаморфические породы. При очень высоких температурах происходит расплавление пород, и они опять возвращаются в исходное состояние (магму).
Круговороты не замкнуты, они постоянно находятся под влиянием внешних и внутренних сил, происходят качественные изменения веществ и энергии, развитие всех компонентов природы и географической оболочки в целом. Это способствует сохранению равновесия в природе, ее восстановлению. Например, при незначительном загрязнении вода способна самоочищаться.
Главной закономерностью географической оболочки является проявление географической зональности. Географическая зональность - основной закон распределения природных комплексов на поверхности Земли, который проявляется в виде широтной зональности (последовательная смена географических поясов и природных зон). Широтная зональность - закономерное изменение природных условий на поверхности Земли от экватора к полюсам, связанное с изменением угла падения солнечных лучей. Единая и целостная географическая оболочка неоднородна на разных широтах. Вследствие неравномерного распределения солнечного тепла с широтой на земном шаре закономерно изменяется от экватора к полюсам не только климат, но и почвообразовательные процессы, растительность, животный мир, гидрологический режим рек и озер.
Наиболее крупные зональные подразделения географической оболочки - географические пояса . Они, как правило, простираются в широтном направлении, сменяют друг друга на суше и в океане от экватора к полюсам и повторяются в обоих полушариях: экваториальный, субэкваториальные, тропические, субтропические, умеренные, субарктический и субантарктический, арктический и антарктический. Географические пояса отличаются друг от друга воздушными массами, климатом, почвами, растительностью, животным миром.
В каждом географическом поясе формируется свой набор природных зон. Природная зона - зональный природный комплекс в пределах географического пояса, который характеризуется общностью температурных условий, увлажнения, сходными почвами, животным и растительным миром.
В соответствии с изменением климатических условий с юга на север, по широте, изменяются и природные зоны. Смена природных зон с географической широтой является проявлением географического закона широтной зональности. Климатические условия, особенно увлажнение и амплитуды температур, изменяются также по мере удаления от океана в глубь материков. Поэтому главная причина формирования нескольких природных зон внутри географического пояса - это соотношение тепла и влаги. (Проанализируйте по карте атласа соответствие природных зон географическим поясам.)
Каждая природная зона характеризуется определенным климатом, типом почв, растительности и животного мира. Природные зоны закономерно сменяются от экватора к полюсам и от побережья океанов в глубь материков вслед за изменением климатических условий. Характер рельефа влияет на режим увлажнения в пределах природной зоны и может нарушать ее широтное простирание.
Наряду с зональностью важнейшей закономерностью географической оболочки является азональность. Азональность - это формирование природных комплексов, связанных с проявлением внутренних процессов Земли, которые определяют неоднородность земной поверхности (наличие материков и океанов, гор и равнин на материках и др.). Наиболее ярко азональность проявляется в горах в виде высотной поясности. Высотная поясность - закономерная смена природных комплексов (поясов) от подножия гор к их вершинам (см. рис. 2). Высотная поясность имеет много общего с широтной зональностью: смена поясов при подъеме в горы происходит примерно в той же последовательности, что и на равнинах при движении от экватора к полюсам. Первый высотный пояс всегда соответствует той природной зоне, в которой расположены горы.
Основные закономерности географической оболочки - целостность, ритмичность, круговорот веществ и энергии, зональность, азональность. Знания о закономерностях развития географической оболочки необходимы для понимания процессов и явлений, происходящих в природе, предвидения последствий хозяйственной деятельности человека.
