Юлия Александровна Гледко
Общее землеведение: учебное пособие

   Допущено
   Министерством образования Республики Беларусь в качестве учебного пособия для студентов учреждений высшего образования по специальностям «География (по направлениям)», «Гидрометеорология», «Космоаэрокартография», «Геоэкология»

   Рецензенты:
   кафедра физической географии учреждения образования «Белорусский государственный педагогический университет имени М. Танка» (доцент кафедры физической географии кандидат географических наук О. Ю. Панасюк);
   декан факультета естествознания, доцент кафедры географии и охраны природы учреждения образования «Могилевский государственный университет имени А.А. Кулешова» кандидат педагогических наук, доцент И.Н. Шарухо

Введение

   Общее землеведение – это отрасль географии, изучающая закономерности структуры, функционирования, динамики и эволюции географической оболочки на разных территориальных уровнях: глобальном, континентальном, зональном, региональном, локальном. Роль общего землеведения в системе географических наук уникальна. Представления землеведения (зональность, целостность, системность, эндогенное и экзогенное происхождение ряда форм рельефа и т. д.) играют ведущую роль в формировании гипотез о строении внешних оболочек других планет Солнечной системы, определяющих программы их исследования с помощью космических средств. Большинство наук о Земле опираются на базисные представления землеведения о взаимосвязях атмосферы, гидросферы, растительности и рельефа, суши и океанов, различных природных зон.
   Общее землеведение – основа географического образования, его фундамент в системе географических наук. Наиболее важной задачей дисциплины является изучение географической оболочки, ее структуры и пространственной дифференциации, основных географических закономерностей. Эта задача обусловливает теоретическое содержание дисциплины. Наиболее общим для географии является закон географической зональности, поэтому в курсе общего землеведения прежде всего рассматриваются факторы, формирующие географическую оболочку и основную ее структурную особенность – горизонтальную (широтную) зональность. Законы целостности, эволюции, круговоротов вещества и энергии, ритмичности рассматриваются для всех сфер географической оболочки с учетом экологических условий.
   Концепция землеведения, которая сложилась как системное учение о целостном объекте – географической оболочке – главным образом на протяжении XX в., в настоящее время приобретает дополнительную основу в виде космического землеведения, изучения глубинного строения Земли, физической географии Мирового океана, планетологии, эволюционной географии, исследования окружающей среды, ее сохранения для человечества и всего биологического многообразия. В связи с этим направленность общего землеведения заметно трансформировалась – от познания фундаментальных географических закономерностей к исследованию на этой основе «очеловеченной» природы с целью оптимизации природной среды и управления процессами, в том числе обусловленными человеческой деятельностью и ее последствиями, на планетарном уровне.
   Современным направлением землеведения является создание единой интегрированной цифровой модели географической оболочки, подобной уже существующим моделям климатической системы, океанов, подземных вод и др. Ставится задача моделирования отдельных оболочек с целью постепенной интеграции их в единую модель планеты. Ключевым в построении данной модели в отличие от моделирования климата, океанов, оледенения является включение человеческой деятельности как основной силы, изменяющей географическую оболочку и в то же время зависящей от изменений, в ней происходящих. Перспектива создания такой модели заключается в широком использовании компьютерных технологий, развитии геоинформационных систем разного профиля и назначения, разработке новых принципов и средств сбора, обработки, хранения и передачи данных. Возникает необходимость во все большем объеме привлекать новые источники информации: аэрокосмические съемки, автоматические наблюдения с наземных и морских станций. Использование материалов аэрокосмических съемок позволяет получить новые фундаментальные знания о строении и развитии географической оболочки, организовать мониторинг геосистем разного ранга, обновить фонды топографических и тематических карт, а также создавать новые картографические документы научного и прикладного значения.
   Представления и модели землеведения, существующие в настоящее время, наиболее ярко проявляются в процессе решения глобальных проблем, затрагивающих интересы всего человечества. Так, с концепциями землеведения связаны проблемы загрязнения атмосферы и гидросферы, включая переход локальных воздействий в глобальные, структурно-динамические изменения, происходящие в литосфере, нарушение регуляторной функции биоты и т. д.
   Таким образом, спектр стоящих перед землеведением теоретических и практических задач огромен: исследование эволюции географической оболочки Земли; изучение истории взаимодействия природы и общества; анализ стихийных катастрофических природных явлений в их связи с хозяйственной деятельностью человека; разработка сценариев для моделирования отдельных оболочек с целью объединения их в единую модель планеты, прогнозирование глобальных изменений с учетом связей в системе «природа – население – хозяйство».
   Автор выражает особую благодарность доценту, кандидату географических наук М.В. Лавринович за помощь в написании раздела «Характеристика природных зон мира».

Тема 1
Место общего землеведения в системной классификации географических наук

1.1. Общее землеведение в системе географических наук

   Географией называется комплекс тесно связанных между собой наук, который делится на четыре блока (Максаковский, 1998): физико-географические, социально-экономико-географические науки, картографию, страноведение. Каждый из этих блоков, в свою очередь, подразделяется на системы географических наук.
   Блок физико-географических наук состоит из общих физико-географических наук, частных (отраслевых) физико-географических наук, палеогеографии. Общие физико-географические науки делятся на общую физическую географию (общее землеведение) и региональную физическую географию.
   Все физико-географические науки объединяет общий объект исследования. Большинство ученых пришли к единому мнению о том, что все физико-географические науки изучают географическую оболочку. По определению Н.И. Михайлова (1985), физическая география – наука о географической оболочке Земли, ее составе, структуре, особенностях формирования и развития, пространственной дифференциации.
   Географическая оболочка (ГО) – сложная внешняя оболочка Земли, в пределах которой происходят интенсивные взаимодействия минеральной, водной и газовой сред (а после возникновения биосферы – и живого вещества) под воздействием космических явлений, прежде всего солнечной энергии. Единой точки зрения по поводу границ географической оболочки среди ученых не существует. Оптимальными границами ГО являются верхняя граница тропосферы (тропопауза) и подошва зоны гипергенеза – граница проявления экзогенных процессов, в пределах которых находится основная масса атмосферы, вся гидросфера и верхний слой литосферы с живущими или жившими в них организмами и следами человеческой деятельности (см. тему 9).
   Таким образом, география не является наукой о Земле вообще (такая задача была бы непосильной для одной науки), а изучает только определенную и довольно тонкую ее пленку – ГО. Однако и в этих пределах природа изучается многими науками (биология, зоология, геология, климатология и др.). Какое же место занимает общее землеведение в системной классификации географических наук? Отвечая на этот вопрос, необходимо сделать одно пояснение. У каждой науки различаются объект и предмет изучения (объект науки – конечная цель, к которой стремится любое географическое исследование; предмет науки – ближайшая цель, задача, стоящая перед конкретным исследованием). При этом предмет изучения науки становится объектом изучения целой системы наук на более низкой классификационной ступени. Таких классификационных ступеней (таксонов) четыре: цикл, семейство, род, вид (рис. 1).
   Вместе с географией в цикл наук о Земле входят геология, геофизика, геохимия, биология. Объектом всех этих наук является Земля, но предмет изучения у каждой из них – свой: для географии это земная поверхность как неразрывный комплекс естественного и социального происхождения; для геологии – недра; для геофизики – внутреннее строение, физические свойства и процессы, происходящие в геосферах; для геохимии – химический состав Земли; для биологии – органическая жизнь.
   На уровне цикла в наибольшей степени выявляется предметная сущность единства географии. В цикле наук о Земле географию обособляет не только предмет изучения, но и основной метод – описательный. Старейший и общий для всех географических наук описательный метод продолжает усложняться и совершенствоваться вместе с развитием науки. В самом названии «география» (от греч. ge – Земля, grapho – пишу) заключен предмет и основной метод исследования. География на уровне цикла – это нерасчлененная география, родоначальница всех других географических наук. Она изучает наиболее общие закономерности и нерасчлененной называется потому, что ее выводы одинаково распространяются на все последующие подразделения географической науки.
   Семейство географических наук образуют страноведение, физическая и экономическая география, картография. Все они имеют единый объект – земную поверхность, но разные предметы. Страноведение – синтез физической и экономической географии, на уровне семейства оно носит общегеографический триединый (природа, население, хозяйство) характер. Физическая география изучает географическую оболочку Земли, экономическая география – хозяйство и население в форме территориальных социально-экономических систем. Картография – наука об отображении и исследовании явлений природы и общества (их размещении, свойствах, взаимосвязях и изменениях во времени) посредством карт и других картографических изображений.
   Особое место в семействе географических наук занимает история и методология географической науки. Это не традиционная история географических открытий, а история географических идей, история становления современных методологических основ географической науки. Первый опыт создания лекционного курса по истории и методологии географической науки принадлежит Ю.Г. Саушкину.

   Рис. 1. Место общего землеведения в системе географических наук (по Ф.Н. Милькову)

   Род физико-географических наук представлен физико-географическим страноведением, общим землеведением, ландшафтоведением, палеогеографией, частными отраслевыми науками. Эти разные науки объединяет один объект изучения – географическая оболочка. Предмет же изучения каждой из наук специфичен, индивидуален – это какая-либо одна из структурных частей или сторон географической оболочки (геоморфология – наука о рельефе земной поверхности; климатология и метеорология – науки, изучающие воздушную оболочку, формирование климатов и их географическое распространение; почвоведение – закономерности образования почв, их развитие, состав и закономерности размещения; гидрология – наука, изучающая водную оболочку Земли; биогеография изучает состав живых организмов, их распространение и формирование биоценозов). Предметом изучения ландшафтоведения является тонкий, наиболее активный центральный слой ГО – ландшафтная сфера, состоящая из природнотерриториальных комплексов разного ранга. Задача палеогеографии – изучение географической оболочки и динамики природных условий в прошлые геологические эпохи.
   Предметом изучения общего землеведения (03) являются структура, внутренние и внешние взаимосвязи, динамика функционирования ГО как целостной системы.
   Общее землеведение – фундаментальная наука, изучающая общие закономерности строения, функционирования и развития ГО в целом, ее компонентов и природных комплексов в единстве и взаимодействии с окружающим пространством-временем на разных уровнях его организации (от Вселенной до атома) и устанавливающая пути создания и существования современных природных (природно-антропогенных) обстановок, тенденции их возможного преобразования в будущем (Боков, Селиверстов, Черванев, 1998). Другими словами, общее землеведение – это наука или учение о той окружающей человека среде, где осуществляются все наблюдаемые нами процессы и явления и функционируют живые организмы.
   В настоящее время ГО сильно изменилась под воздействием человека. В ней сосредоточены области наивысшей хозяйственной активности общества. Сейчас ее уже невозможно рассматривать без учета воздействия человека. В связи с этим в работах географов стало формироваться представление о сквозных направлениях (Максаковский, 1998; Котляков, 2001). В общем землеведении как фундаментальной науке особенно выделена важность таких направлений, как:
   ✓ гуманизация, т. е. поворот к человеку, всем сферам и циклам его деятельности; это новое мировоззрение, утверждающее ценности общечеловеческого, общекультурного достояния, поэтому география должна рассматривать связи «человек – хозяйство – территория – окружающая среда»;
   ✓ социологизация, т. е. повышение внимания к социальным аспектам развития;
   ✓ экологизация – направление, предполагающее рассмотрение человека в неразрывной связи со средой его обитания, условиями воспроизводства жизни; экологическая культура человечества должна включать осознанную необходимость и потребность соизмерять деятельность общества и каждого человека с возможностями сохранения позитивных экологических качеств и свойств окружающей среды.
   В системе фундаментального географического образования курс общего землеведения выполняет несколько важных функций:
   ✓ Курс вводит будущего географа в его сложный профессиональный мир, закладывая основы географического мировоззрения и мышления. Процессы и явления рассматриваются в системной связи между собой и с окружающим пространством, тогда как частные дисциплины вынуждены изучать их, прежде всего, отдельно друг от друга.
   ✓ Землеведение – это теория ГО как целостной системы, являющейся носителем географической и иной информации развития материи, что имеет принципиальное значение для географии в целом и позволяет использовать положения землеведения в качестве методологической основы географического анализа.
   ✓ Землеведение служит теоретической базой глобальной экологии, которая сосредоточивает усилия на оценке текущего состояния и прогнозирования ближайших изменений географической оболочки как среды существования живых организмов и обитания человека с целью обеспечения экологической безопасности.
   ✓ Землеведение является теоретической базой и основой эволюционной географии – огромного блока дисциплин, исследующих и расшифровывающих историю возникновения и развития нашей планеты, ее окружения и пространственно-временную неоднородность геологического (географического) прошлого. Общее землеведение обеспечивает правильность понимания прошлого, аргументированность причин и следствий современных процессов и явлений в ГО, корректность их анализа и переноса на аналогичные события былого.
   ✓ Землеведение – это своеобразный мост между географическими знаниями, навыками и представлениями, полученными в школьных курсах, и теорией ГО.

1.2. История развития общего землеведения

   Развитие общего землеведения как науки неотделимо от развития географии. Поэтому задачи, стоящие перед географией, являются в той же мере и задачами общего землеведения.
   Всем наукам, в том числе и географии, свойственны три ступени познания:
   ✓ сбор и накопление фактов;
   ✓ приведение их в систему, создание классификаций и теорий;
   ✓ научный прогноз, практическое применение теории.
   Задачи, которые ставила перед собой география, изменялись по мере развития науки и человеческого общества.
   Античная география (VIII в. до н. э. – II в. н. э.) в основном выполняла описательную функцию — занималась описанием вновь открытых земель. Эта задача ставилась перед географией вплоть до Великих географических открытий XV–XVII вв. Описательное направление в географии не потеряло своего значения и в настоящее время, однако уже в античное время зарождалось другое, аналитическое, направление, когда появились первые географические теории.
   В странах Запада география восходит к древнегреческим ученым (Гомер, Фалес Милетский, Анаксимандр, Геродот, Платон, Аристотель, Пифей, Эратосфен, Гиппарх, Страбон, Птолемей), создавшим систему основных понятий и модель, или парадигму, научного метода, которыми в течение многих столетий руководствовались западноевропейцы. Ученые Вавилонии, Ассирии собрали множество сведений о движении звезд и планет. Их утверждения, что расположение небесных тел оказывает решающее влияние на поступки людей, привели к развитию системы представлений, известной нам как астрология. Финикийцы принадлежали к числу первых мореплавателей и первооткрывателей новых земель. В своих плаваниях они проникали далеко за границы известных земель, но, занятые лишь торговлей, почти ничего не сообщали об увиденном.
   Аристотель (философ, ученый, 384–322 до н. э.) – основоположник аналитического направления в географии. Его труд «Метеорологика» – по существу курс общего землеведения, в котором говорится о существовании и взаимном проникновении нескольких сфер, о круговороте влаги и образовании рек за счет поверхностного стока, об изменениях земной поверхности, морских течениях, землетрясениях, зонах Земли. Аристотель одним из первых предположил, что форма Земли – шар.
   Эратосфену (275–195 до н. э.) принадлежит первое точное измерение окружности Земли по меридиану – 252 тыс. стадий, что близко к 40 тыс. км.
   Большую и своеобразную роль в развитии общего землеведения сыграл древнегреческий астроном Клавдий Птолемей (ок. 90—160 н. э.), живший в период расцвета Римской империи. Птолемей различал географию и хорографию. Под первой он подразумевал «линейное изображение всей ныне известной нам части Земли, со всем тем, что на ней находится», под второй – подробное описание местностей; первая (география) имеет дело с количеством, вторая (хорография) – с качеством. Птолемеем были предложены две новые картографические проекции, на которых нанесена градусная сетка и показано большое количество географических объектов, за что его заслуженно считают «отцом» картографии. «Руководство по географии» (в основе геоцентрическая система мира) Птолемея из 8 книг завершает античный период в развитии географии.
   В течение длительного периода Средневековья (раннего III–XI вв. и позднего XI–XV вв.) в разных государствах и регионах развитие географии и накопление сведений о Земле были неодинаковыми. Больше других пострадала Европа, где церковь преследовала науку и отвергала многие полученные ранее знания из области естествознания, например о шарообразности Земли, установленных очертаниях материков и т. д. В то же время средневековая география стран Центральной и Восточной Азии активно развивалась под влиянием торговли, строительства городов, издания книг и карт. К значительным трудам этого времени относятся работы Масуди, Бируни, Идриси, Ибн-Баттуты. Наиболее интересные сведения были собраны Марко Поло о Китае, Индии, Цейлоне и Аравии (1271–1295) и Афанасием Никитиным о Персии и Индии (1466–1478).
   Переход от феодальных отношений к капиталистическим, развитие товарного производства, поиски новых торговых путей явились основными предпосылками эпохи Великих географических открытий XV–XVII вв. Основные вехи этой эпохи:
   ✓ открытие Америки экспедициями X. Колумба (1492–1504);
   ✓ открытие Васко де Гама морского пути в Индию (1497–1498);
   ✓ первое кругосветное путешествие Ф. Магеллана (1519–1520);
   ✓ открытие Сибири и Дальнего Востока походами Ермака (1581), И. Москвина (1639), С. Дежнева (1648), Е. Хабарова (1650–1653);
   ✓ поиски северо-западного и северо-восточного путей в Индию (экспедиции Дж. Кабота, Г. Гудзона, А. Баренца).
   Достижением географии стало также широкое использование навигационных приборов и карт. Изобретение книгопечатания с металлических пластин И. Гутенбергом способствовало появлению печатных карт и атласов. Точность карт становилась более высокой благодаря использованию картографических проекций, разработанных главным образом фламандским картографом Г. Меркатором (1512–1594). Основные центры развития географии в этот период – Венеция, Флоренция, Голландия. Известные европейцам территории земного шара в результате Великих географических открытий увеличились в шесть раз. Было изучено 60 % всей суши, а также практически вся акватория Мирового океана.
   Промышленная революция в капиталистических странах Европы, активная торговля колониальных держав (Португалии, Испании, Великобритании, Франции, Голландии), а также успехи науки оказывали существенное влияние на дальнейшее развитие географии. Продолжались крупные экспедиции с открытием Австралии и многих островов Тихого океана (Дж. Кук), изучением севера Евразии, Камчатки, Сахалина (П. Крузенштерн и Ю. Лисянский, В. Беринг, И. Прончищев, Д. Лаптев, С. Челюскин, Г Шелихов), открытием Антарктиды (Ф. Беллинсгаузен и М. Лазарев). Крупные успехи были достигнуты в изучении внутренних частей Азии (Н. Пржевальский, П. Семенов-Тян-Шанский, В. Обручев), Африки (Д. Ливингстон, Г. Стэнли, В. Юнкер, Е. Ковалевский, Н. Вавилов), Южной Америки (А. Гумбольдт, А. Веспуччи).
   На рубеже XVI и XVII вв. начинают оформляться контуры землеведения. В 1650 г. в Голландии Бернхард Варений (1622–1650) публикует «Всеобщую географию» – труд, с которого можно вести отсчет времени общего землеведения как самостоятельной научной дисциплины. В нем нашли обобщение результаты Великих географических открытий и успехи в области астрономии, опирающейся на гелиоцентрическую картину мира. Предмет географии, по Б. Варению, составляет земноводный круг, образованный взаимопроникающими друг в друга частями – землей, водой, атмосферой. Земноводный круг в целом изучает всеобщая география. Отдельные области – предмет частной географии.
   В XVIII–XIX вв., когда мир был в основном открыт и описан, на первое место вышли аналитическая и объяснительная функции: географы анализировали накопленные данные и создавали первые гипотезы и теории. Через полтора столетия после Варения развертывается научная деятельность Александра фон Гумбольдта (1769–1859). А. Гумбольдт – ученый-энциклопедист, путешественник, исследователь природы Южной Америки – представлял природу как целостную, взаимосвязанную картину мира. Величайшая заслуга его состоит в том, что он вскрыл значение анализа взаимосвязей как ведущей нити всей географической науки. Пользуясь анализом взаимосвязей между растительностью и климатом, он заложил основы географии растений; расширив диапазон взаимосвязей (растительность – животный мир – климат – рельеф), обосновал биоклиматическую широтную и высотную зональность. В своем труде «Космос» Гумбольдт сделал первый шаг к обоснованию взгляда на земную поверхность (предмет географии) как особую оболочку, развивая мысль не только о взаимосвязи, но и о взаимодействии воздуха, моря, Земли, о единстве неорганической и органической природы. Ему принадлежит термин «жизнесфера», по своему содержанию аналогичный биосфере, а также термин «сфера разума», получивший много позже название «ноосфера».
   В одно время с А. Гумбольдтом работал Карл Риттер (1779–1859), профессор Берлинского университета, основатель первой кафедры географии в Германии. К. Риттер ввел в науку термин «землеведение», пытался количественно оценить пространственные соотношения между различными географическими объектами. К. Риттер создал научную школу, в которую входили такие крупные географы, как Э. Реклю, Ф. Ратцель, Ф. Рихтгофен, Э. Ленц, внесшие значительный вклад в понимание географических особенностей отдельных частей Земли и обогатившие содержание теоретического землеведения и физической географии.
   Развитие географической мысли в России в XVIII–XIX вв. связано с именами крупнейших ученых – М.В. Ломоносова, В.Н. Татищева, С.П. Крашенинникова, В.В. Докучаева, Д.Н. Анучина, А.И. Воейкова и др. М.В. Ломоносов (1711–1765) – организатор науки, великий практик. Он исследовал Солнечную систему, открыл атмосферу на Венере, изучал электрические и оптические эффекты в атмосфере (молнии). В труде «О слоях земных» ученый подчеркнул важность исторического подхода в науке. Историзм пронизывает все его творчество независимо от того, говорит ли он о происхождении чернозема или о тектонических движениях. Законы формирования рельефа, изложенные Ломоносовым, до сих пор признаются учеными-геоморфологами. Ломоносов является основателем Московского государственного университета (МГУ).
   В.В. Докучаев (1846–1903) в монографии «Русский чернозем» и А.И. Воейков (1842–1916) в монографии «Климаты земного шара, в особенности России» на примере почв и климата вскрывают сложный механизм взаимодействия компонентов географической оболочки. В конце XIX в. Докучаев приходит к важнейшему теоретическому обобщению в общем землеведении – закону мировой географической зональности. Он считает зональность всеобщим законом природы, который распространяется на все компоненты природы (в том числе и неорганические), на равнины и горы, сушу и море.
   В 1884 г. Д.Н. Анучин (1843–1923) организует в МГУ кафедру географии и этнографии. В 1887 г. кафедру географии открывают в Петербургском университете, год спустя – в Казанском. Организатором кафедры географии в Харьковском университете в 1889 г. стал ученик Докучаева А.Н. Краснов (1862–1914), исследователь степей и зарубежных тропиков, создатель Батумского ботанического сада. В 1894 г. он стал первым в России доктором географии после публичной защиты диссертации. Краснов говорил о трех чертах научного землеведения, отличающих его от старой географии:
   ✓ научное землеведение ставит задачей не описание разрозненных явлений природы, а отыскание взаимной связи и взаимной обусловленности между явлениями природы;
   ✓ научное землеведение интересует не внешняя сторона явлений природы, а их генезис;
   ✓ научное землеведение описывает не неизменную, статичную природу, а природу изменяющуюся, имеющую свою историю развития.
   Краснов – автор первого русского учебника для университетов по общему землеведению. Во введении к «Основам землеведения» автор утверждает, что география изучает не отдельные явления и процессы, а их сочетания, географические комплексы – пустыни, степи, области вечных снегов и льдов и т. п. Такой взгляд на географию как науку о географических комплексах был новым в географической литературе.
   Наиболее четко мысль о наружной оболочке Земли как объекте физической географии была высказана П.И. Броуновым (1852–1927). В предисловии к курсу «Общая физическая география» П.И. Броунов писал, что физическая география изучает современное устройство наружной земной оболочки, состоящей из четырех концентрических сферических оболочек: литосферы, атмосферы, гидросферы и биосферы. Все эти сферы проникают одна в другую, обусловливая своим взаимодействием наружный облик Земли и все происходящие на ней явления. Изучение этого взаимодействия – одна из важнейших задач физической географии, делающая ее вполне самостоятельной, отличной от геологии, метеорологии и других родственных наук.
   В 1932 г. Л.Л. Григорьев (1883–1968) выступает со статьей «Предмет и задачи физической географии», в которой говорится о том, что земная поверхность представляет собой качественно особую вертикальную физико-географическую зону или оболочку. Она характеризуется глубоким взаимопроникновением и активным взаимодействием литосферы, атмосферы и гидросферы, возникновением и развитием именно в ней органической жизни, наличием в ней сложного, но единого физико-географического процесса. Несколько лет спустя, в 1937 г., рассмотрению географической оболочки как объекта физической географии Григорьев посвящает специальную монографию. В его же работах нашел обоснование и один из основных методов исследования ГО – балансовый метод, учитывающий в первую очередь радиационный баланс, баланс тепла и влаги.
   В эти же годы Л.C. Бергом (1876–1950) закладывались основы учения о ландшафте и географических зонах. В конце 1940-х гг. предпринимались попытки противопоставить учения А.А. Григорьева о физико-географической оболочке и физико-географическом процессе и Л.С. Берга о ландшафтах. Единственно правильную позицию в развернувшейся дискуссии занял С.В. Калесник (1901–1977), показавший, что эти два направления не противоречат друг другу, а отражают разные стороны объекта физической географии – географической оболочки. Данная точка зрения нашла воплощение в фундаментальном труде Калесника «Основы общего землеведения» (1947, 1955). Работа во многом способствовала глубокому познанию географической оболочки как объекта физической географии.
   Продолжающаяся дифференциация географии привела к детальным разработкам ее отдельных частей. Появились специальные исследования ледникового покрова и его палеогеографического значения (К.К. Марков), геофизического механизма дифференциации земной поверхности по географическим зонам и высотной поясности (М.И. Будыко), истории климата на фоне изменений географической оболочки в прошлом (А.С. Монин), ландшафтных систем мира в их единстве и генетических различиях (А.Г. Исаченко), ландшафтной оболочки как части географической оболочки (Ф.Н. Мильков). В эти годы был установлен периодический закон географической зональности Григорьева – Будыко, выявлена огромная роль биоорганического вещества в формировании специфических геологических образований далекого прошлого (А.В. Сидоренко), появились новые направления географии – космическое землеведение, глобальная экология и т. д.
   Начало современного этапа развития землеведения знаменуют 1980-е гг. Радио– и фотокосмические методы дают возможность дистанционного видения Земли и изучения динамических процессов, происходящих на ее поверхности. Стало доступным картографическое, математическое и физическое моделирование многих процессов, происходящих в географической оболочке. Особую роль играет системный подход, позволяющий рассматривать объекты природы как совокупность взаимодействующих компонентов, составляющих целостную географическую систему.

1.3. Основные методы исследований

   Все разнообразие методов географических исследований сводится к трем категориям: общенаучные, междисциплинарные и специфические для данной науки (по Милькову, 1990).
   Важнейшим общенаучным методом является материалистическая диалектика. Ее законы и основные положения о всеобщей связи явлений, единстве и борьбе противоположностей, переходе количественных изменений в качественные, отрицании отрицания составляют методологическую основу географии. С материалистической диалектикой связан и исторический метод. В физической географии исторический метод нашел свое выражение в палеогеографии. Общенаучное значение имеет системный подход к изучаемому объекту. Каждый объект рассматривается как сложное образование, состоящее из структурных частей, взаимодействующих друг с другом.
   Междисциплинарные методы – общие для группы наук. В географии это математический, геохимический, геофизический методы и метод моделирования. Математический метод подразумевает использование для изучения объектов количественных характеристик, математической статистики. В последнее время широко применяется компьютерная обработка материалов. Это важный метод в географии, однако следует помнить, что творческая, думающая личность не должна ограничиваться лишь тестированием и запоминанием количественных характеристик. Геохимический и геофизический методы позволяют оценить потоки вещества и энергии в географической оболочке, круговороты, термический и водный режимы.
   Ключевым понятием метода моделирования является модель – графическое изображение объекта, отражающее структуру и динамические связи, дающее программу дальнейших исследований. Широкую известность получили модели будущего состояния биосферы Н.Н. Моисеева.
   Осознание системной организации географической оболочки привело к внедрению и признанию системного подхода как общенаучного междисциплинарного фундаментального принципа физической географии. Системный подход позволил выработать стройное представление об уровнях организации географической оболочки, ее структуре, взаимосвязях. Сформировалась четкая схема исследования компонентов географической оболочки с учетом их иерархичности и взаимосвязей. Кроме того, системный подход способствовал более быстрому проникновению в науку представлений, терминов и методов из математики, физики, биологии, экологии. Благодаря этому появились такие понятия, как целостность, упорядоченность, организация, устойчивость, саморегуляция, функционирование. В свою очередь, это дало толчок к изучению природных процессов и выяснению их роли в формировании тех или иных свойств географической оболочки. Наконец, благодаря системному подходу ускорилось понимание того, что антропогенное воздействие приводит к формированию нового типа геосистем – природно-антропогенных и техногенных (геотехнических).
   К специфическим методам в географии относятся сравнительно-описательный, экспедиционный, картографический, аэрокосмический, метод балансов.
   Сравнительно-описательный метод, так же как и картографический, – самый старый метод в географии. А. Гумбольдт в «Картинах природы» писал, что сравнивать между собой отличительные особенности природы отдаленных стран и представлять результаты этих сравнений – благодарная задача географии. Сравнение выполняет ряд функций: определяет ареал сходных явлений, разграничивает сходные явления, делает незнакомое знакомым. Выражением сравнительно-описательного метода служат различного рода изолинии – изотермы, изогипсы, изобары и т. д. Без них невозможно представить ни одной отраслевой или комплексной научной дисциплины физико-географического цикла.
   Наиболее полное и разностороннее применение сравнительно-описательный метод находит в страноведении.
   Экспедиционный метод называют полевым. Полевой материал, собранный в экспедициях, составляет хлеб географии, ее фундамент, опираясь на который только и может развиваться теория.
   Экспедиция как метод сбора полевого материала берет начало в античные времена. Геродот в середине V в. до н. э. совершил многолетнее путешествие, давшее ему необходимый материал по истории и природе посещенных стран. В своем девятитомном труде «История» он описал природу, население, религию многих стран (Вавилон, Малая Азия, Египет), привел данные о Черном море, Днепре, Доне. Далее следует эпоха Великих географических открытий – путешествия Колумба, Магеллана, Васко да Гамы и др.). В один ряд с ними следует поставить Великую Северную экспедицию в России (1733–1743), цель которой заключалась в исследовании Камчатки (изучена природа Камчатки, открыт северо-запад Северной Америки, описано побережье Северного Ледовитого океана, нанесена на карту крайняя северная точка Азии – мыс Челюскин). Глубокий след в истории отечественной географии оставили Академические экспедиции 1768–1774 гг. Они были комплексными, в их задачу входило описание природы, населения и хозяйства огромной территории – Европейской России, Урала, части Сибири.
   Разновидностью полевых исследований являются географические стационары. Инициатива их создания принадлежит А.А. Григорьеву, первый стационар под его руководством был создан на Тянь-Шане. Широкой известностью пользуются географический стационар Государственного гидрологического института на Валдае, географический стационар МГУ.
   Картографический метод заключается в использовании карт в целях получения сведений (качественных и количественных характеристик), изучения взаимосвязей и взаимозависимостей явлений, установления динамики и эволюции явлений, нанесения данных мониторинга. Изучение географических карт – необходимое условие для успешных полевых работ. В это время выявляются пробелы в данных, определяются районы комплексных исследований. Карты – конечный итог полевых работ, они отражают взаиморасположение и структуру изученных объектов, показывают их взаимосвязи. Однако картографическое изображение недостаточно раскрывает динамику явлений, что в настоящее время преодолевается применением цифровых методов картографирования и созданием геоинформационных систем (ГИС).
   Аэрофотосъемка используется в географии с 1930-х гг., космические съемки появились сравнительно недавно. Они позволяют в комплексе, на больших территориях и с большой высоты оценить изучаемые объекты.
   В основу метода балансов положен универсальный физический закон – закон сохранения вещества и энергии. Установив все возможные пути входа и выхода вещества и энергии и измерив потоки, исследователь по их разности может судить, произошло ли накопление в геосистеме этих субстанций или они расходованы ею. Балансовый метод используется в землеведении в качестве средства исследования энергетики, водного и солевого режимов, газового состава, биологического и других круговоротов.
   Все географические исследования отличает специфический географический подход – фундаментальное представление о взаимосвязи и взаимообусловленности явлений, комплексный взгляд на природу. Он характеризуется территориальностью, глобальностью, историзмом.

Тема 2
Космические и планетарные факторы формирования географической оболочки

Географическая оболочка, сформировавшаяся на планете, испытывает со стороны космоса и недр Земли постоянное воздействие. Факторы ее формирования можно разделить на космические и планетарные. К космическим факторам относятся движение галактик, излучение звезд и Солнца, взаимодействие планет и спутников, воздействие небольших небесных тел (астероидов, комет, метеорных потоков), к планетарным – орбитальное движение и осевое вращение Земли, форма и размеры планеты, внутреннее строение Земли, геофизические поля.

2.1. Космические факторы

   Космос (Вселенная) – весь существующий материальный мир (согласно определению в Советском энциклопедическом словаре; в европейских языках преимущественно используется латинский термин «универсум», тоже означающий все сущее). Он вечен во времени и бесконечен в пространстве, существует объективно, независимо от нашего сознания. Материя во Вселенной сосредоточена в звездах, планетах, астероидах, спутниках, кометах и других небесных телах; 98 % всей видимой массы сконцентрировано в звездах.
   Во Вселенной небесные тела образуют системы различной сложности. Например, планета Земля со спутником Луной образует систему. Она входит в более крупную систему – Солнечную, образованную Солнцем и движущимися вокруг него небесными телами – планетами, астероидами, спутниками, кометами. Солнечная система, в свою очередь, является частью Галактики. Галактики образуют еще более сложные системы – скопления галактик. Самая грандиозная звездная система, состоящая из множества галактик, – Метагалактика, – доступная для человека часть Вселенной (видимая с помощью приборов). По современным представлениям, она имеет диаметр около 100 млн световых лет, возраст Вселенной около 15 млрд лет, в нее входит 10 -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

звезд.
   Расстояния во Вселенной определяются такими величинами, как астрономическая единица и световой год.
   Астрономическая единица – среднее расстояние от Земли до Солнца:

   1 а.е. = 149 600 000 км.

   Световой год – расстояние, которое свет проходит за год:

   1 ев. год = 9,46 · 10 -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

км.

   Звезды в Метагалактике образуют галактики (от др. – греч. galaktikos – млечный, молочный) – это большие звездные системы, в которых звезды связаны силами гравитации. Предположение о том, что звезды образуют галактики, высказал И. Кант в 1755 г.
   Наша Галактика называется Млечный путь – грандиозное звездное скопление, видимое на ночном небе как туманная, молочная полоса. Млечный путь состоит из 200 млрд звезд и межзвездной среды. Размеры Галактики постоянно уточняются. В начале XX в. приняли следующие величины: диаметр галактического диска равен 100 тыс. ев. лет. толщина – около 1000 ев. лет. Основным химическим элементом в нашей Галактике является водород, 1/4 приходится на гелий. Расстояние от Солнечной системы до центра Галактики составляет 23–28 тыс. св. лет. Солнце находится на периферии Галактики. Для Земли это обстоятельство очень благоприятно: она расположена в относительно спокойной части Галактики и в течение миллиардов лет не испытывает влияния космических катаклизмов.
   Солнечная система вращается вокруг центра Галактики со скоростью 200–220 км/с, совершая один оборот за 180–200 млн лет. За все время существования Земля облетела вокруг центра Галактики не больше 20 раз. На Земле 200 млн лет – продолжительность тектонического цикла. Это очень важный этап в жизни Земли, характеризующийся определенной последовательностью тектонических событий. Цикл начинается погружением земной коры, накоплением мощных толщ осадков, подводным вулканизмом. Далее усиливается тектоническая деятельность, возникают горы, меняются очертания материков, что, в свою очередь, вызывает изменение климата.
   На 26-й Ассамблее Международного астрономического союза, которая состоялась в Праге в 2006 г., была утверждена классификация небесных тел, составляющих Солнечную систему. Теперь она выглядит так:
   1. Классическая планета: это небесное тело, которое обращается вокруг Солнца, имеет достаточную массу, для того чтобы принять близкую к сферической форму, и очищает окрестности своей орбиты (т. е. рядом с планетой нет других сравнимых с ней тел). Планеты земной группы: Меркурий, Венера, Земля, Марс. Газовые гиганты: Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун.
   2. Карликовая планета: это небесное тело, которое обращается вокруг Солнца, имеет достаточную массу, для того чтобы принять близкую к сферической форму, не очищает окрестности своей орбиты и не является спутником планеты. К карликовым планетам предложено относить все планеты меньше Меркурия. В настоящее время в этот класс внесены Плутон, Эрида и самое крупное тело пояса астероидов – Церера.
   3. Все остальные объекты, обращающиеся вокруг Солнца, охватываются понятием «малые тела Солнечной системы». Это астероиды, кометы и почти все транснептуновые объекты (небесные тела Солнечной системы, которые обращаются по орбите вокруг Солнца и у которых среднее расстояние до Солнца больше, чем у Нептуна (30 а.е.)).
   Таким образом, Солнечная система состоит из центральной звезды – Солнца, восьми планет, более 60 спутников, более 40 000 астероидов и около 1000 000 комет.
   Солнце – центральная звезда Солнечной системы. Это ближайшая к Земле звезда. Диаметр Солнца составляет 1,39 млн км, масса – 1,989 · 10 -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

кг. По спектральной классификации звезд Солнце является «желтым карликом» (класс G2V), возраст Солнца оценивается в 5–4,6 млрд лет. Солнце вращается вокруг своей оси против часовой стрелки, в том же направлении движутся вокруг него планеты. Основное вещество, образующее Солнце, – водород (71 % массы светила), на гелий приходится 27 %, на углерод, азот, кислород, металлы – 2 %.
   Солнце излучает два основных потока энергии – электромагнитное (солнечная радиация) и корпускулярное (солнечный ветер) излучение. Тепловое поле поверхности планет Солнечной системы создается солнечной радиацией.
   Электромагнитное излучение распространяется со скоростью света и за 8,4 мин достигает поверхности Земли. В спектре излучения выделяют невидимую ультрафиолетовую радиацию (около 7 %), видимую световую радиацию (47 %), невидимую инфракрасную радиацию (46 %). Доля самых коротких волн и радиоволн составляет менее 1 % излучения.
   Корпускулярное излучение – поток заряженных частиц (электронов и протонов). Скорость его 1500–3000 км/с, он достигает магнитосферы за несколько суток. Магнитное поле Земли задерживает корпускулярное излучение, и заряженные частицы начинают двигаться по магнитным силовым линиям.
   В пик солнечной активности поток заряженных частиц возрастает. Подходя к магнитосфере, он увеличивает ее напряженность, на Земле начинаются магнитные бури. В это время активизируются тектонические движения, начинаются извержения вулканов. В атмосфере возрастает количество атмосферных вихрей – циклонов, усиливаются грозы. Наиболее ярким и впечатляющим проявлением бомбардировки атмосферы солнечными частицами являются полярные сияния – свечение верхних слоев атмосферы, вызванное ионизацией газов.
   Планеты расположены от Солнца в такой последовательности: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун. Все планеты имеют общие свойства и особенности. К общим можно отнести следующие:
   ✓ все планеты имеют шарообразную форму;
   ✓ все планеты вращаются вокруг Солнца в одном направлении против часовой стрелки для наблюдателя, смотрящего со стороны Северного полюса мира; это направление называется прямым, в таком же направлении движутся почти все спутники и астероиды;
   ✓ осевое вращение большинства планет происходит в том же направлении – против часовой стрелки, исключение составляют Венера и Уран, которые вращаются по часовой стрелке;
   ✓ орбиты большинства планет близки по форме к окружности, эксцентриситет (отношение расстояния между центром и фокусом эллипса к длине большой полуоси) их мал, поэтому планеты не подходят близко друг к другу, их гравитационное воздействие мало, что объясняется законами планетарных движений Кеплера;
   ✓ орбиты всех планет находятся примерно в одной плоскости эклиптики, причем каждая следующая планета примерно в два раза дальше от Солнца, чем предыдущая; эта закономерность описывается правилом, которое было установлено И.Д. Тициусом в 1766 г. и получило известность благодаря работам И.Э. Боде в 1772 г.
   Правило Тициуса – Боде (известно также как закон Боде) представляет собой формулу, приблизительно описывающую расстояния между планетами Солнечной системы и Солнцем (средние радиусы орбит). Правило формулируется следующим образом: к каждому элементу последовательности D -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

= 0,3,6,12…. прибавляется 4, затем результат делится на 10. Полученное число считается радиусом в астрономических единицах. То есть

   Последовательность D -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

– геометрическая прогрессия, кроме первого числа. То есть D_ -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

=0; D -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

= 3 · 2 -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, i ≥ 0.
   Эту же формулу можно записать по-другому:

   R_ -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

= 0,4, R -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

= 0,4+ 0,3 · 2 -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

.

   Результаты вычислений приведены в табл. 1. Из таблицы видно, что правилу соответствует и пояс астероидов, тогда как Нептун, наоборот, выпадает из этой закономерности, причем его место странным образом занимает Плутон, который, по решению 26-й Ассамблеи Международного астрономического союза, планетой вообще не является.

   Таблица 1
   Расстояния между планетами Солнечной системы и Солнцем (средние радиусы орбит)

   Планеты условно делятся на две большие группы: планеты земной группы и планеты-гиганты. К первой группе относятся Меркурий, Венера, Земля, Марс. Вторую группу образуют Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун. Плутон по размерам и свойствам ближе к ледяным спутникам планет-гигантов.
   Планеты земной группы отличает близкое расположение к Солнцу, небольшие размеры (радиус Меркурия равен 2440 км, Венеры – 6052, Земли – 6371, Марса – 3390 км), высокая плотность вещества (Меркурий – 5,42 г/см -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, Венера – 5,25, Земля – 5,5, Марс – 3,95 г/см -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

). Основными их составляющими являются силикаты (соединения кремния) и железо, следовательно, планеты земной группы – твердые тела. Планеты медленно вращаются вокруг своей оси (у Меркурия период вращения равен 58,7 земных суток, у Венеры – 243, у Марса – немного больше суток), поэтому полярное сжатие этих планет незначительное, т. е. они имеют близкую к шару форму. Планеты земной группы обладают высокой скоростью орбитального движения (Меркурий – 48 км/с, Венера – 35, Марс – 24 км/с), имеют всего три спутника (Луна у Земли, Фобос и Деймос у Марса).
   Планеты-гиганты расположены на большом расстоянии от Солнца, отличаются большими размерами (радиус Юпитера составляет 69 911 км, Сатурна – 58 232, Урана – 25 362, Нептуна – 24 624 км), но более низкой в сравнении с планетами земной группы плотностью (Юпитер – 1,3 г/см -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, Сатурн – 0,69, Уран – 1,29, Нептун – 1,64 г/см -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

). Наиболее распространенными химическими элементами являются водород и гелий, следовательно, планеты-гиганты представляют собой газовые шары. Все планеты-гиганты с большой скоростью вращаются вокруг своей оси, период осевого вращения планет колеблется от 10 ч у Юпитера до 17 ч у Урана. Быстрое вращение планеты влечет большое полярное сжатие (у Сатурна – 1/10). Скорость орбитального вращения – небольшая (полный оборот вокруг Солнца Юпитер совершает за 11,86 года, а Нептун за 165 лет).
   В Солнечной системе 99,9 % массы заключено в Солнце, поэтому основная сила, управляющая движением тел в Солнечной системе, – это притяжение Солнца. Так как планеты движутся вокруг Солнца в одной плоскости практически по круговым орбитам, их взаимное притяжение невелико, но и оно вызывает отклонения в движении планет. Вероятно, большее взаимодействие планет происходит тогда, когда они подходят близко друг к другу. Известно явление, называемое «парадом планет», когда на одной линии выстраивается большинство планет. В 2002 г. на одну линию «встали» пять планет – Меркурий, Венера, Марс, Юпитер, Сатурн. В 2011 г. Меркурий, Венера, Марс, Юпитер и Уран расположились в созвездии Рыб (наблюдение за данным явлением было возможным перед восходом Солнца, главным образом в южном полушарии).
   Астероиды (от греч. asteroeideis – звездоподобные) – малые тела Солнечной системы. Они образуют тонкое кольцо между орбитами Марса и Юпитера (предположительно образовались после разрушения планеты Фаэтон или за счет сгустков первичного газопылевого облака). В среднем они расположены на расстоянии 2,2–3,6 а.е. от Солнца. Первый астероид назван Церера (1801 г.), к 1880 г. было известно уже около 200 астероидов, сейчас орбиты вычислены для более 40 000 астероидов. Самый большой астероид Церера имеет диаметр 1000 км, диаметр Паллады – 608 км, Весты – 540, Гигии – 450 км. Практически все астероиды имеют неправильную форму, только самые крупные приближаются к шару.
   Кометы (от греч. kometes – хвостатые) – небольшие несветящиеся тела Солнечной системы, которые становятся видимыми только при подходе к Солнцу. Движутся по сильно вытянутым эллипсам. Число комет измеряется миллионами. С приближением к Солнцу у них резко обособляется «голова» и «хвост». Головная часть состоит изо льда и частиц пыли. В разреженной газопылевой среде хвоста обнаружены ионы натрия и углерода. Одна из самых известных комет – комета Галлея – каждые 76 лет появляется в зоне видимости Земли.
   Метеоры – мельчайшие твердые тела массой несколько граммов, вторгшиеся в атмосферу планеты. Мелкие частицы вещества, двигаясь со скоростью 11–12 км/с, из-за трения в атмосфере разогреваются до 1000 °C, что вызывает их свечение на протяжении нескольких секунд. Они сгорают в атмосфере, не долетая до поверхности. Метеоры делятся на единичные и метеорные потоки. Наиболее известны метеорные потоки Персеиды (падают в августе), Дракониды (октябрь), Леониды (ноябрь). Если Земля пересекает орбиту метеорного потока, частицы «налетают на планету», начинается «звездный дождь». Упавшие на поверхность планеты небесные тела называются метеоритами. Наибольший метеорный кратер на Земле имеет диаметр 1265 м и расположен в Аризоне около каньона Диабло. Наиболее распространенными элементами метеоритов являются кислород, железо, кремний, магний, никель и др.
   Солнечно-земные связи – ответные реакции ГО на изменения солнечной активности. К солнечно-земным связям необходимо отнести:
   ✓ динамический фактор, т. е. совокупность явлений, обусловленных движением Земли вокруг Солнца по орбите и вековыми изменениями параметров движения (прежде всего положения земной оси в пространстве);
   ✓ энергетический фактор, связанный с поступлением солнечной радиации; на уровне земной поверхности изменчивость энергетического фактора определяется известными обстоятельствами – суточным ритмом, сменой времени года и состоянием атмосферы и земной поверхности;
   ✓ вещественный поток α– и β-частиц, т. е. протонов и электронов «солнечного ветра», который участвует в материальном балансе верхней части атмосферы (экзосферы и ионосферы).
   В настоящее время солнечную активность связывают с регулярным образованием в атмосфере Солнца пятен, факелов, вспышек, протуберанцев. В середине XIX в. швейцарский астроном Р. Вольф вычислил количественный показатель солнечной активности, известный во всем мире как число Вольфа. Уровень солнечной активности изменяется с периодичностью около 11 лет. Главным аспектом влияния Солнца на Землю, энергетической базой солнечно-земных связей является поток солнечной радиации, энергия электромагнитного и корпускулярного излучения. На пути к поверхности Земли солнечное излучение преодолевает несколько преград: межпланетную среду, нейтральную атмосферу, ионосферу и геомагнитное поле. Одновременно с 11-летним циклом протекает вековой, точнее 80—90-летний, цикл солнечной активности. Несогласованно накладываясь друг на друга, они вносят заметные изменения в процессы, совершающиеся в ГО. В частности, установлена корреляция между 11-летним циклом солнечной активности и землетрясениями, колебаниями уровня озер, рек, грунтовых вод, частотой полярных сияний, интенсивностью грозовой деятельности, температурой воздуха, атмосферным давлением, урожайностью сельхозкультур, повторяемостью эпидемических заболеваний, смертностью населения и др. Велико воздействие солнечной активности на общую циркуляцию воздушных масс в тропосфере. Установлено, что интенсивность ее изменяется в максимумы 11-летних циклов, а вместе с ней изменяется и тип атмосферной циркуляции.

2.2. Планетарные факторы

Форма Земли. Земля – третья от Солнца планета Солнечной системы и самая крупная планета земной группы. Вместе с Луной Земля образует систему – двойную планету.
Фигура Земли – понятие модельное, некоторая идеализация, с помощью которой стремятся описать форму планеты. В зависимости от цели описания пользуются различными моделями формы планеты – различными фигурами. Расположим известные модели в ряд от общих к более детализированным, считая их последовательными приближениями к истинной форме Земли (рис. 2).

   Рис. 2. Представления о форме поверхности Земли (по Г.Н. Каттерфельду): 1 — сфера; 2 — эллипсоид вращения; 3 — геоид (кардиоид)

   1. Первое приближение – сфера. Это наиболее общая модель формы нашей планеты. Сфера не имеет выраженной единственной оси симметрии, все ее оси равноправны, их бесчисленное множество, как и экваторов. Однако Земля, как уже отмечалось, имеет одну ось вращения и экваториальную плоскость – плоскость симметрии (а также плоскости симметрии меридианов). Это несоответствие сферической модели Земли ее реальной форме ощутимо проявляется при изучении горизонтальной структуры ГО, характеризующейся выраженной поясностью и известной симметрией относительно экватора (с элементами диссимметрии).
   2. Второе приближение – эллипсоид вращения. Тип симметрии эллипсоида вращения отвечает указанным выше особенностям формы Земли (выраженная ось, экваториальная плоскость симметрии, меридиональные плоскости). Эта модель используется в высшей геодезии для расчета координат, построения картографических сеток и других вычислений.
   3. Третье приближение – трехосный кардиоидальный эллипсоид вращения. В этой модели северный полярный радиус больше южного на 30-100 м.
   4. Четвертое приближение – геоид. Понятие ввел в 1873 г. немецкий физик И.Б. Листинг. Геоид – уровенная поверхность, совпадающая со средним уровнем Мирового океана (МО) и являющаяся геометрическим местом точек пространства, имеющих одинаковый потенциал тяжести. Теоретически поверхность геоида в каждой точке перпендикулярна направлению силы тяжести (т. е. линии отвеса) и отождествляется со средним положением спокойной водной поверхности в океанах и открытых морях, мысленно продолженной также и под материками. Поверхность геоида всюду выпуклая (что отвечает выпуклости океанической поверхности).
   Несмотря на всю сложность своей поверхности, геоид мало отличается от сфероида. Отклонения, за отдельными исключениями, составляют не более ±100 м, т. е. поверхность геоида редко выступает над поверхностью сфероида более чем на 100 м и редко погружается под поверхность сфероида более чем на такую же величину. Средняя же величина отступления геоида от наиболее удачно подобранного земного эллипсоида не превышает ±50 м.
   Элементы земного эллипсоида, рассчитанные Ж.-Б.-Ж. Деламбром (1800), Ф.-В. Бесселем (1841), Д. Хейфордом (1909) и другими учеными, неодинаковы, так как вычислены по геодезическим измерениям разных по протяженности дуг меридианов и параллелей. Земной эллипсоид, принятый для обработки геодезических измерений и установления единой государственной системы координат, называется референц-эллипсоидом.
   На территории СССР пользовались эллипсоидом Бесселя до 1946 г. Однако этот эллипсоид был рассчитан в основном по данным Западной Европы. На Дальнем Востоке его поверхность сильно уклонялась от поверхности Земли.
   Более точные результаты размеров земного эллипсоида получены в 1940 г Ф.Н. Красовским и А.А. Изотовым по результатам астрономо-геодезических работ, выполненных на территории СССР, Западной Европы и США. Размеры земного эллипсоида, получившего название «референц-эллипсоид Красовского», были приняты для геодезических и картографических работ на всей территории СССР.
   Отклонения поверхности референц-эллипсоида Красовского от поверхности геоида не превышают 150 м.
   В настоящее время основные геометрические параметры общеземного эллипсоида определяются более точными методами с использованием искусственных спутников Земли. Для сравнения в табл. 2 приведены размеры земного эллипсоида, определенные Бесселем, Красовским и в глобальной геоцентрической системе координат WGS – 84 (World Geodetic System, 1984).

   Таблица 2
   Размеры земного эллипсоида

   При картографических работах (составление карт мелких масштабов) Землю достаточно принимать за шар, объем которого равен объему земного сфероида. Исходя из размеров эллипсоида Красовского R = 6 371 110 м.
   Значение астрономического положения Земли для природы ее поверхности:
   1. Благодаря тому что в центре Солнечной системы находится одинарная звезда Солнце, орбитальное и осевое движение Земли, как и других планет, равномерно, и поэтому все природные процессы на Земле ритмичны, их колебания не выходят за критические для жизни пределы.
   2. Так как Земля образована в ближайшей к Солнцу части прото-планетного облака, она состоит из тяжелых элементов, обеспечивших ее высокую плотность.
   3. По этой же причине масса Земли достаточно велика (5,98 · 10 -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

кг), чтобы удержать около себя водород в количестве, необходимом для образования больших масс воды, но она не настолько огромна, чтобы подобно Юпитеру планета состояла в основном из водорода. Также следует отметить, что соответствующие плотность и масса Земли позволяют удерживать вокруг планеты атмосферу.
   4. Земля находится на таком расстоянии от Солнца, при котором приливное трение невелико и планета быстро вращается вокруг оси.
   5. Вместе с тем удаление Земли от Солнца благоприятно для температурного режима атмосферы.
   Значение шарообразной формы Земли для природы ее поверхности:
   1. Солнечные лучи на шаровую поверхность Земли падают на различных широтах под разными углами; интенсивность нагревания земной поверхности уменьшается от экватора к полюсам, что проявляется в распределении тепла, а следовательно, и разнообразии климатов.
   2. В сочетании с вращением Земли в поле солнечной радиации шарообразность обусловливает зональность природы.
   3. Влияние сферической формы проявляется в циркуляции воздуха, океанических течениях, приливно-отливных движениях воды и других географических явлениях.
   4. Шарообразная форма планеты обусловливает разделение ее на освещенную и не освещенную Солнцем части (день и ночь), а следовательно, влияет на тепловой режим Земли.
   Земля совершает множество движений одновременно. В географии принято учитывать и анализировать три из них: орбитальное движение, осевое (суточное) вращение и движение системы «Земля – Луна».
   Орбитальное движение Земли. Вокруг Солнца Земля вращается по эллиптической орбите (длина 934 млн км) со скоростью 29,765 км/с. Солнце расположено в одном из фокусов этой орбиты. Средний радиус орбиты 149,6 млн км. В афелии (самой удаленной от светила точке) расстояние до Солнца составляет 152 · 10 -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

км и приходится на 5 июля, а спустя полгода, в перигелии (2 января), оно уменьшается и составляет 147 · 10 -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

км. Полный оборот вокруг Солнца Земля совершает в течение года за 365 сут 6 ч 9 мин 9 с.
   Географические следствия орбитального движения Земли:
   1. Земная ось наклонена по отношению к плоскости орбиты и образует с нею угол, равный 66°33′. В процессе движения ось перемещается поступательно, поэтому на орбите возникают 4 характерные точки (рис. 3):
   ✓ 21 марта и 23 сентября – дни равноденствий: наклон земной оси оказывается нейтральным по отношению к Солнцу, а обращенные к нему участки планеты равномерно освещены от полюса до полюса; на всех широтах в эти сроки продолжительность дня и ночи равна 12 ч;
   ✓ 22 июня и 22 декабря – дни летнего и зимнего солнцестояний: плоскость экватора наклонена по отношению к солнечному лучу под углом 23°27: Солнце в этот момент находится в зените над одним из тропиков.
   2. С наклоном земной оси к плоскости орбиты связано наличие таких характерных параллелей, как тропики и полярные круги. Полярный круг – параллель, широта которой равна углу наклона земной оси к плоскости орбиты (66°33′). Тропик – параллель, широта которой дополняет угол наклона земной оси до прямого (23°27′). Полярные круги являются границами распространения полярного дня и полярной ночи. Тропики являются границами зенитального положения Солнца в полдень. На тропиках Солнце бывает в зените один раз, в пространстве между ними – два раза в году.

   Рис. 3. Движение Земли по орбите вокруг Солнца

   3. Смена времен года: зима, весна, лето, осень – северное полушарие (СП); лето, осень, зима, весна – южное полушарие (ЮП). Характерно неравномерное распределение года по сезонам (весна содержит 92,8 сут, лето – 93,6, осень – 89,8, зима – 89,0 сут), что объясняется делением эллиптической орбиты Земли линиями солнцестояний и равноденствий на неравные части, для прохождения которых требуется разное время.
   4. Образование поясов освещения, которые выделяются по высоте Солнца над горизонтом и продолжительности освещения. В жарком поясе, расположенном между тропиками, Солнце дважды в год в полдень бывает в зените. На линиях тропиков Солнце стоит в зените только один раз в году: на Северном тропике (тропик Рака) в полдень 22 июня, на Южном тропике (тропик Козерога) – в полдень 22 декабря.
   Между тропиками и полярными кругами выделяются два умеренных пояса. В них Солнце никогда не бывает в зените, продолжительность дня и высота Солнца над горизонтом сильно меняются в течение года.
   Между полярными кругами и полюсами расположены два холодных пояса, здесь бывают полярные дни и ночи. Следовательно, в году бывают дни, когда Солнце вообще не показывается из-за горизонта или не опускается за горизонт.
   5. Смена времен года обусловливает годовой ритм в ГО. В жарком поясе годовой ритм зависит, главным образом, от изменения увлажнения, в умеренном – от температуры, в холодном – от условий освещения.
   Осевое вращение Земли. Земля вращается с запада на восток против часовой стрелки, совершая полный оборот за сутки (23 ч 56 мин 4 с). Ось вращения отклонена на 23°27′ от перпендикуляра к плоскости эклиптики. Средняя угловая скорость вращения, т. е. угол, на который смещается точка на земной поверхности, для всех широт одинакова и составляет 15° за 1 ч. Линейная скорость, т. е. путь, проходимый точкой в единицу времени, зависит от широты места. Географические полюсы не вращаются, там скорость равна нулю. На экваторе каждая точка проходит наибольший путь и имеет наибольшую скорость – 455 м/с. Скорость на одном меридиане разная, на одной параллели одинаковая.
   Географические следствия осевого вращения Земли:
   1. Смена дня и ночи, т. е. изменение в течение суток положения Солнца относительно плоскости горизонта данной точки (осевое вращение дает основную единицу времени – сутки). С этим связан суточный ритм солнечной радиации, интенсивность которой зависит от угла наклона земной оси, а также ритмы нагревания и охлаждения поверхности, местной циркуляции воздуха, жизнедеятельности живых организмов.
   2. Деформация фигуры Земли – сплюснутость у полюсов (полярное сжатие), связанная с возрастанием центробежной силы от полюсов к экватору.
   3. Существование силы Кориолиса – отклоняющего действия вращения Земли. Сила Кориолиса всегда перпендикулярна движению, направлена вправо в северном полушарии и влево – в южном. Величина ее зависит от скорости движения и массы движущегося тела, а также от широты места (рис. 4):

   F = 2mvwsinϕ,

   где m – масса тела; v – линейная скорость тела; w – угловая скорость вращения Земли (важна только в вековом аспекте, для небольших отрезков времени угловая скорость принимается постоянной); ср – широта места.
   4. Ось вращения, полюсы и экватор являются основой географической системы координат. Экватор служит плоскостью симметрии, относительно которой размещаются пояса освещения, меняются величина солнечной радиации и другие важные параметры. От полушария (северного и южного) зависит направление силы Кориолиса, а от широты – ее величина, полюсы не участвуют в суточном вращении.

Рис. 4. Сила Кориолиса

Движение в системе «Земля – Луна». Двойная планета «Земля – Луна» вращается вокруг общего центра масс (барицентра), находящегося внутри планеты Земля на расстоянии 0,737? (радиуса Земли) от ее центра. Поэтому все точки описывают одинаковые орбиты, центробежные силы повсеместно одинаковы и направлены в одну сторону – от Луны. Равнодействующая силе притяжения Луны и центробежной есть приливообразующая сила. На всей половине Земли, обращенной к Луне, больше сила притяжения, а на половине, обращенной от Луны, – центробежная сила. Воздействие Луны – спутника Земли велико. Оно создает приливное торможение суточного вращения нашей планеты, которое имеет большое географическое значение, если рассматривать длительные (в сотни миллионов лет) отрезки геологического времени. Приливное торможение, вызывая замедление вращения, уменьшает полярную сплюснутость Земли и силу Кориолиса, отклоняющую движущиеся массы воздуха и воды. Это влияет на циркуляцию атмосферы и вод океана, от которых, в свою очередь, зависят условия климата. Считают, что из-за замедления суточного вращения Земли продолжительность суток за последний 1 млрд лет возросла на 6 ч.

Тема 3
Происхождение земли, ее внутреннее строение и состав

3.1. Происхождение Земли

   Вопрос о том, как возникла Земля, занимает умы людей уже не одно тысячелетие. Ответ на него всегда зависел от уровня знаний людей. Первоначально существовали наивные легенды о сотворении мира некоей божественной силой. Затем Земля в работах ученых приобрела очертания шара, который являлся центром Вселенной. В XVI в. появилось учение Н. Коперника, которое поместило Землю в ряд планет, вращающихся вокруг Солнца. Это был первый шаг в подлинно научном решении вопроса о происхождении Земли.
   В настоящее время есть несколько гипотез, каждая из которых по-своему описывает периоды становления Вселенной, происхождение Солнечной системы и связь между Солнцем и Землей (гипотезы Канта – Лапласа, Шмидта – Фесенкова, Ж. Бюффона, Ф. Хойла). Разные гипотезы тем не менее едины в том, что все планеты произошли из единого сгустка материи, а дальше судьба каждой из них решалась по-своему. Земле предстояло пройти путь почти в 5 млрд лет, испытать ряд фантастических превращений, прежде чем мы увидели ее в современном облике. Необходимо заметить, что гипотезы, не имеющей серьезных недостатков и отвечающей на все вопросы о происхождении Земли и других планет Солнечной системы, пока нет. Однако можно считать установленным, что Солнце и планеты образовались одновременно (или почти одновременно) из единой материальной среды, из единого пылегазового облака.
   В настоящее время считается, что образование Земли началось 4,6 млрд лет назад. Согласно некоторым гипотезам, промежуточной стадией формирования планет из межзвездной пыли и газов явилось образование так называемых планетезималей — твердых и крупных (до нескольких сотен километров в поперечнике) тел, последующее скопление и объединение которых становится процессом аккреции уже непосредственно планеты. По геологическим меркам Земля сформировалась очень быстро, примерно за первые 100 млн лет своей истории достигнув 93–95 % сегодняшней массы. Наиболее вероятно, что первоначально Земля не имела атмосферы и гидросферы, а ее поверхность непрерывно изменялась в результате интенсивной метеоритной бомбардировки.
   Образование планеты сопровождалось сильным гравитационным сжатием и выделением столь большого количества тепла, что первые сотни миллионов лет у поверхности Земли существовал магматический океан, или расплавленная первичная астеносфера. Так как в расплаве (магме) находились вещества, разные по составу и плотности, в том числе и радиоактивные, началась гравитационная дифференциация. При этом более плотные вещества (тяжелые металлы) погружались, образуя металлическое (железное) ядро планеты, а менее плотные (силикаты) всплывали, постепенно создавая мантию и литосферу Дифференциация сопровождалась дегазацией мантийного вещества, при которой легкокипящие фракции переходили в газообразное состояние и, выходя на поверхность, формировали первичную плотную и горячую атмосферу Земли. Наиболее вероятно, что вначале атмосфера состояла из углекислого газа (СО -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

), аммиака (NH -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

), возможно также сернистого водорода (H -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

S) и хлористого водорода (НО), но, главное, в ней появился водяной пар, количество которого постепенно увеличивалось и, по некоторым оценкам, могло достигать порядка 10 -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

кг, что составляет около 70 % массы современной гидросферы Земли.
   Постепенное истощение источников внутреннего тепла Земли привело к остыванию и кристаллизации магмы с последующим образованием первичной твердой земной коры. Дальнейшее остывание верхних слоев планеты и понижение температуры ниже точки кипения неизбежно вызвало конденсацию водяного пара и тем самым появление жидкой фазы воды. Можно полагать, что озера первичной гидросферы на поверхности молодой планеты неоднократно испарялись и появлялись вновь, пока не установился температурный режим, в среднем повсеместно допускавший существование жидкой воды.
   Самые древние (из известных сегодня) горные породы найдены в Западной Австралии, их возраст оценивается в 4,2–4,0 млрд лет. Большое внимание привлекли извлеченные из них зерна минерала циркона (химическая формула ZrSiО -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, часто радиоактивен). Изотопный анализ древнейших цирконов показал повышенное содержание тяжелого изотопа кислорода -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

О, характерное для жидкой воды. Это служит косвенным доказательством тому, что данные минералы образовались в присутствии жидкой воды. В тех же западноавстралийских цирконах установлено аномальное содержание еще некоторых изотопов, свидетельствующее о земном (не метеоритном) происхождении минералов.
   Помимо косвенных получены и прямые доказательства существования жидкой воды. В горных породах возрастом 3,9–3,8 млрд лет, найденных в юго-западном районе Гренландии, обнаружены железистые кварциты водного происхождения, что позволяет предположить существование жидкой воды в этом районе на 200–300 млн лет ранее указанного времени. Таким образом, гидросфера Земли начала формироваться не позднее 4 млрд лет тому назад при постепенном остывании поверхности планеты и конденсации водяного пара первичной атмосферы. Первые, еще весьма мелководные моря будущего Мирового океана заполняли впадины застывшего рельефа, разрастались, сливались с соседними водными бассейнами.
   Полагают, что первичная земная кора, которая выплавлялась из мантии, состояла из пород, близких по своему составу к базальтам. Во всяком случае, первичная кора имела основной или ультраосновной состав, т. е. была идентичной современной земной коре океанического типа. Протоконтинентальная кора начала формироваться почти в то же время, но занимала значительно меньшие площади. Ее первые острова расчленяли неглубокий первичный океан на отдельные бассейны.
   Можно выделить несколько этапов в развитии Земли:
   1. Около 4,6 млрд лет. Стадия первоначального сгустка материи в материнском пылегазовом облаке (образование планетезималей).
   2. Около 4–3,8 млрд лет. Стадия небольшой планеты (сравнимой по объему с нынешним Меркурием), уже способной удерживать вокруг себя постоянную газовую оболочку. Выделение зародыша ядра. Зачатки тектонической деятельности (источники энергии: распад радиоактивных веществ и, возможно, начало гравитационной дифференциации). Появление первых рифтовых трещин, магматические излияния, дегазация мантии. Выделение с изверженными породами газов Н -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

О, СО -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

NH -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

и включение их в состав первичной атмосферы, конденсация гидросферы.
   3. Около 3,8–3,5 млрд лет. Земля достигает современных размеров. Ее внешняя каменная оболочка – базальтового состава. Накопление неживого органического вещества и развитие его в сторону образования высокомолекулярных соединений.
   4. Около 3,5–3 млрд лет. Появление доклеточных форм жизни. Организмы только гетеротрофные.
   5. Около 3 млрд лет. Появление одноклеточных организмов и возникновение автотрофных живых существ. Обогащение атмосферы свободным кислородом и азотом за счет жизнедеятельности микроорганизмов.
   Возраст Земли устанавливается с помощью радиоактивного метода, применять его можно только к породам, содержащим радиоактивные элементы. Если считать, что весь аргон на Земле – продукт распада калия-49, то возраст Земли составляет не менее 4 млрд лет. Подсчеты О.Ю. Шмидта дают еще более высокую цифру – 7,6 млрд лет. В.И. Баранов, исчисляя возраст Земли по отношению между современными количествами урана-238 и актиноурана (урана-235) в горных породах и минералах, получил возраст урана (вещества, из которого потом возникла планета) 5–7 млрд лет.
   Таким образом, возраст Земли определяется в интервале 4–6 млрд лет. Непосредственно восстановить историю развития земной поверхности удается пока в общих чертах, начиная с тех времен, от которых сохранились древнейшие горные породы, т. е. примерно за 3–3,5 млрд лет (С.В. Калесник).

3.2. Внутреннее строение Земли

   Существуют прямые и косвенные методы изучения внутреннего строения Земли.
   Сделать выводы о том, каково строение недр Земли, можно на основании наблюдений на земной поверхности.Например, в обрывах на склонах долин рек, прорезающих равнину, обнажаются в одинаковой последовательности слои, идентичные или близкие по составу. Однако на равнине глубина долин редко достигает 200 м, как правило, она гораздо меньше в сравнении с горными реками, долины которых отличаются не только большой глубиной, но и отвесными склонами, близко подходящими друг к другу (Гранд-Каньон на плато Колорадо, глубина достигает 1800 м).
   Данные бурения скважинпредставляют собой прямые, непосредственные сведения о геологическом строении. Можно увидеть и потрогать горные породы, лежащие на глубине, определить, в какую сторону и как круто наклонены слои. Земная кора достаточно часто разбурена до глубин 3–5 км. Самая глубокая скважина в мире (с 6 июня 1979 г.) – Кольская сверхглубокая – прошла 12 262 м, что является мировым достижением по глубине непосредственного проникновения в кристаллические породы недр Земли. За 36 лет, прошедших с тех пор, ни одна скважина даже не приблизилась к такой глубине (самая глубокая скважина в США Берта Роджерс – 9583 м в осадочном бассейне), тем не менее это всего 1/500 земного радиуса.
   Большая часть сведений о глубинном строении Земли получена по косвенным, геофизическим данным– скоростям распространения сейсмических волн, изменениям величины и направления силы тяжести (ничтожным, уловимым только очень точными приборами), магнитным свойствам и величине электропроводности пород. Масса плотных пород в одном и том же объеме больше, чем масса пород, менее плотных, значит, плотные породы создают увеличенное поле тяготения. В плотных породах ударные волны распространяются быстрее. Проходя через породы с разными физическими свойствами, волны отражаются, преломляются, поглощаются. Волны бывают продольные и поперечные, скорости их распространения различны. Исследуют прохождение природных ударных волн при землетрясениях. Создают эти волны и искусственно, производя взрывы.
   По геофизическим данным складывается картина распределения пород с разными физическими свойствами и можно строить предположения о глубине и форме их залегания.
   На основе сведений о физических свойствах пород создают модель строения недр Земли: подбирают породы, физические свойства которых более или менее совпадают со свойствами, определенными с помощью косвенных методов, и мысленно помещают эти породы на соответствующую глубину. Когда удается пробурить скважину до глубины, прежде недоступной, или получить какие-нибудь другие достоверные данные, модель строения подтверждается полностью или частично либо вовсе не подтверждается (и тогда приходится строить новую модель): на глубине могут залегать породы, которые не встречаются на поверхности; при высоких температуре и давлении свойства хорошо известных пород часто меняются и пр.

   Рис. 5. Изменение физических параметров в недрах Земли (по Аплонову, 2001)

   При прохождении сквозь тело Земли сейсмических волн (продольных и поперечных) скорости их на некоторых глубинных уровнях заметно меняются (причем скачкообразно), что свидетельствует об изменении свойств среды, проходимой волнами. Продольные волны связаны с напряжениями растяжения (или сжатия), ориентированными по направлению их распространения; поперечные волны вызывают колебания среды, ориентированные под прямым углом к направлению их распространения (в жидкой среде не распространяются).
   Современные представления о распределении температуры, плотности и давления внутри Земли иллюстрирует рис. 5. Из рисунка видно, что в центре Земли плотность достигает 14,3 г/см -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

и что она резким скачком (от 5,5 до 10,0 г/см -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

) меняется на глубине 2900 км, а затем на глубине 5000 км (от 11,4 до 13,8 г/см -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

). Первый скачок позволяет выделить плотное ядро, а второй – подразделить это ядро на внешнюю (2900–5000 км) и внутреннюю (от 5000 км до центра) части.
   Во внутреннем строении Земли выделяют земную кору, мантию и ядро.
   Земная кора – первая оболочка твердого тела Земли, имеет мощность 30–40 км. По объему она составляет 1,2 % объема Земли, по массе – 0,4 %, средняя плотность равна 2,7 г/см -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

. Состоит преимущественно из гранитов, осадочные породы в ней имеют подчиненное значение. Гранитная оболочка, называемая «сиаль», богата кремнием и алюминием. От мантии земная кора отделена сейсмическим разделом, названным границей Мохо, по фамилии сербского геофизика А. Мохоровичича (1857–1936). Здесь происходит скачок скоростей продольных сейсмических волн примерно до 8 км/с (рис. 6). Эта граница четкая и наблюдается во всех местах Земли на глубинах от 5 до 90 км. Раздел Мохо не является просто границей между породами различного типа, а представляет собой плоскость фазового перехода между эклогитами и габбро мантии и базальтами земной коры.

   Рис. 6.
   Внутреннее строение Земли и скорости распространения продольных (Р) и поперечных (S) сейсмических волн (по Аплонову, 2001)

   При переходе из мантии в кору давление падает, габбро переходят в базальты (здесь залегает богатая кремнием и магнием оболочка, называемая «сима»). Переход сопровождается увеличением объема на 15 % и, соответственно, уменьшением плотности. Поверхность Мохо считают нижней границей земной коры. Важная особенность этой поверхности состоит в том, что в общих чертах она представляет собой как бы зеркальное отражение рельефа земной поверхности: под океанами она выше, под континентальными равнинами ниже, под наиболее высокими горами опускается ниже всего (это так называемые корни гор).
   Мантия составляет 83 % объема Земли и 68 % ее массы. Предполагается, что она сложена расплавленной силикатной массой, насыщенной газами. Скорости распространения продольных и поперечных волн в нижней части мантии возрастают соответственно до 13 и 7 км/с (см. рис. 4). Плотность вещества возрастает до 5,7 г/см -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

. На границе с ядром температура увеличивается до 3800 °C, давление – до 1,4 · 10 -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

Па. Выделяют верхнюю мантию до глубины 900 км и нижнюю – до 2900 км. В верхней мантии на глубине 150–200 км присутствует астеносферный слой. Астеносфера (греч. asthenes – слабый) – слой пониженной твердости и прочности в верхней мантии Земли. Астеносфера – основной источник магмы, в ней располагаются очаги питания вулканов и происходит перемещение литосферных плит.
   Ядро занимает 16 % объема и 31 % массы планеты. Температура в нем достигает 5000 °C, давление – 37 · 10 -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

Па, плотность – 16 г/см -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

. Ядро делится на внешнее (до глубины 5100 км), находящееся в жидком состоянии, и внутреннее – твердое. Во внешнем ядре скорость распространения продольных волн падает до 8 км/с, а поперечные волны не распространяются вовсе, что принимается за доказательство его жидкого состояния. Глубже 5100 км скорость распространения продольных волн возрастает и вновь проходят поперечные волны (см. рис. 6). Внешнее ядро состоит из железа или металлизованных силикатов, внутреннее – железоникелевое. В ядре Земли происходит металлизация вещества, обусловливая образование электрических токов и магнитосферы.

3.3. Земной магнетизм

   Вокруг Земли существуют разнообразные поля, наиболее сильное влияние на ГО оказывают гравитационное и магнитное.
   Гравитационное поле. Гравитационное поле Земли – это поле силы тяжести. Сила тяжести – равнодействующая сила между силой притяжения и центробежной силой, возникающей при вращении Земли. Центробежная сила достигает максимума на экваторе, но и здесь она мала и составляет 1/288 от силы тяжести. Сила тяжести на Земле в основном зависит от силы притяжения, на которую оказывает влияние распределение масс внутри Земли и на поверхности. Действует сила тяжести повсеместно на Земле и направлена по отвесу к поверхности геоида. Напряженность гравитационного поля равномерно уменьшается от полюсов к экватору (на экваторе больше центробежная сила), от поверхности вверх (на высоте 36 000 км равна нулю) и от поверхности вниз (в центре Земли сила тяжести равна нулю).
   Нормальным гравитационным полем Земли называется такое поле, которое было бы у Земли, если бы она имела форму эллипсоида с равномерным распределением масс. Напряженность реального поля в конкретной точке отличается от нормального, возникает аномалия гравитационного поля. Аномалии могут быть положительными и отрицательными: горные хребты создают дополнительную массу и должны вызывать положительные аномалии, а океанические впадины, наоборот, отрицательные. Но на самом деле земная кора находится в изо-статическом равновесии.
   Изостазия (от греч. isostasios – равный по весу) – уравновешивание твердой, относительно легкой земной коры более тяжелой верхней мантией. Теория равновесия была выдвинута в 1855 г. английским ученым Г.Б. Эйри. Благодаря изостазии избытку масс выше теоретического уровня равновесия соответствует недостаток их внизу. Это выражается в том, что на определенной глубине (100–150 км) в слое астеносферы вещество перетекает в те места, где имеется недостаток масс на поверхности. Только под молодыми горами, где компенсация еще полностью не произошла, наблюдаются слабые положительные аномалии. Однако равновесие непрерывно нарушается: в океанах происходит отложение наносов, под их тяжестью дно океанов прогибается; горы разрушаются, высота их и, следовательно, масса уменьшаются.
   Значение гравитационного поля Земли для ее природы:
   1. Сила тяжести создает фигуру Земли, она является одной из ведущих эндогенных сил. Благодаря ей выпадают атмосферные осадки, текут реки, формируются горизонты подземных вод, наблюдаются склоновые процессы. Давление масс вещества, реализующееся в процессе гравитационной дифференциации в нижней мантии, наряду с радиоактивным распадом порождает тепловую энергию – источник внутренних (эндогенных) процессов, перестраивающих литосферу.
   2. Земное тяготение уплотнило внутреннее вещество Земли и независимо от его химического состава сформировало плотное ядро.
   3. Главным в истории планеты с геофизической точки зрения является процесс гравитационной дифференциации вещества – расслоение в соответствии с его плотностью в поле силы тяжести. В результате такого расслоения возникли геосферы, каждая из которых сложена веществом одного агрегатного состояния и сходной плотности.
   4. Сила тяжести удерживает газовую и водную оболочки планеты. Атмосферу планеты покидают только самые легкие молекулы водорода и гелия.
   5. Сила тяжести обусловливает стремление земной коры к изо-статическому равновесию. Силой тяжести объясняется максимальная высота гор; считается, что на нашей Земле не может быть гор выше 9 км.
   6. Астеносфера – размягченный теплом слой, допускающий движение литосферы, тоже следствие силы тяжести, поскольку расплавление вещества происходит при благоприятном соотношении количества тепла и величины сжатия (давления).
   7. Шаровая фигура гравитационного поля определяет два основных вида форм рельефа на земной поверхности – конический и равнинный, которые соответствуют двум универсальным формам симметрии – конической и билатеральной.
   8. Направление силы тяжести к центру Земли помогает животным удерживать вертикальное положение.
   Температура поверхностного слоя земной коры (в среднем до 30 м) определяется солнечным теплом. Это гелиометрический слой, испытывающий сезонные колебания температуры. Ниже – еще более тонкий горизонт постоянной температуры (около 20 м), соответствующий среднегодовой температуре места наблюдения. Ниже постоянного слоя температура с глубиной нарастает (,геотермический слой).Изменение температуры при углублении в Землю на 100 м называется геотермическим градиентом.Его значения колеблются от 0,1 до 0,01 °C/м и зависят от состава горных пород, условий их залегания. Расстояние по отвесу, на которое необходимо углубиться, чтобы получить повышение температуры на 1 °C, называется геотермической ступенью(колеблется от 10 до 100 м/°С).
   Магнитное поле. Земной магнетизм– свойство Земли, обусловливающее существование вокруг нее магнитного поля, вызванного процессами, происходящими на границе «ядро – мантия». Впервые о том, что Земля – магнит, человечество узнало благодаря работам У. Гильберта.
   Магнитосфера– область околоземного пространства, заполненная заряженными частицами, движущимися в магнитном поле Земли. Она отделена от межпланетного пространства магнитопаузой. Это внешняя граница магнитосферы. В основе образования магнитного поля лежат внутренние и внешние причины. Постоянное магнитное поле образуется благодаря электрическим токам, возникающим во внешнем ядре планеты. Солнечные корпускулярные потоки образуют переменное магнитное поле Земли. Наглядное представление о состоянии магнитного поля Земли дают магнитные карты. Они составляются на пятилетний срок – магнитную эпоху.
   У Земли было бы нормальное магнитное поле, будь она однородно намагниченным шаром. В первом приближении Земля представляет собой магнитный диполь – стержень, концы которого имеют противоположные магнитные полюса. Места пересечения магнитной оси диполя с земной поверхностью называются геомагнитными полюсами. Геомагнитные полюса не совпадают с географическими и медленно движутся со скоростью 7–8 км/год. Отклонения реального магнитного поля от нормального (теоретически рассчитанного) называются магнитными аномалиями. Они могут быть мировыми (Восточно-Сибирский овал), региональными (Курская магнитная аномалия) и локальными, связанными с близким залеганием к поверхности магнитных пород.
   Магнитное поле характеризуется тремя величинами: магнитным склонением, магнитным наклонением и напряженностью. Магнитное склонение– угол между географическим меридианом и направлением магнитной стрелки. Склонение бывает восточным (+), если северный конец стрелки компаса отклоняется к востоку от географического меридиана, и западным (-), когда стрелка отклоняется к западу. Магнитное наклонение– угол между горизонтальной плоскостью и направлением магнитной стрелки, подвешенной на горизонтальной оси. Наклонение положительное, когда северный конец стрелки смотрит вниз, и отрицательное, если северный конец направлен вверх. Магнитное наклонение изменяется от 0 до 90°. Сила магнитного поля характеризуется напряженностью.Напряженность магнитного поля небольшая: на экваторе – 20–28 А/м, на полюсе – 48–56 А/м.
   Магнитосфера имеет каплевидную форму (рис. 7). На стороне, обращенной к Солнцу, ее радиус равен 10 радиусам Земли, на ночной стороне под влиянием «солнечного ветра» увеличивается до 100 радиусов.
   Форма обусловлена воздействием солнечного ветра, который, наталкиваясь на магнитосферу Земли, обтекает ее. Заряженные частицы, достигая магнитосферы, начинают двигаться по магнитным силовым линиям и образуют радиационные пояса.Внутренний радиационный пояс состоит из протонов, имеет максимальную концентрацию на высоте 3500 км над экватором. Внешний пояс образован электронами, простирается до 10 радиусов. У магнитных полюсов высота радиационных поясов уменьшается, здесь возникают области, в которых заряженные частицы вторгаются в атмосферу, ионизируя газы атмосферы и вызывая полярные сияния.

Рис. 7. Каплевидная форма магнитосферы Земли

Географическое значение магнитосферы очень велико: она защищает Землю от корпускулярного солнечного и космического излучения. С магнитными аномалиями связан поиск полезных ископаемых. Магнитные силовые линии помогают ориентироваться в пространстве туристам, кораблям.

3.4. Возраст Земли. Геохронология

   Геохронология – обозначение времени и последовательности образования горных пород. Если залегание горных пород не нарушено, то каждый слой моложе того, на котором он залегает. Верхний слой образовался позднее всех лежащих ниже.
   Для выполнения реконструкции геологической истории Земли необходима информация о событиях и отложениях, которые имели место от момента образования Земли и до наших дней. Так была создана стратиграфическая шкала (лат. stratum – слой, греч. grapho – описываю), которая показывала слоистые осадочные отложения от древних к молодым. В 1881 г. на 2-м Международном геологическом конгрессе в г. Болонье (Италия) стратиграфическая шкала была совмещена с геохронологической, указывающей временные рамки стратиграфических подразделений. На протяжении почти 120 лет после этого геохронологическая шкала дополнялась и уточнялась. Разные авторы называли ее по-разному: универсальная, планетарная, глобальная, международная, хроностратиграфическая, стандартная, единая, типовая. В настоящее время Международная геохронологическая шкала (2012) выглядит следующим образом.
   Наиболее крупным подразделением является эон.Выделяют три зона:
   ✓ архейский (греч. archios – древнейший): более 3,5–2,6 млрд лет;
   ✓ протерозойский (греч. proteros – первичный): 2,6 млрд лет – 570 млн лет;
   ✓ фанерозойский (греч. phaneros – явный): 570 – 0 млн лет.
   Зоны подразделяются на эры, а они в свою очередь на периодыи эпохи.Иногда в литературе весь период до фанерозоя называют докембрием (кембрий – первый период палеозойской эры) или криптозоем.
   Фанерозойский эон подразделяется на эры:
   ✓ палеозойскую (греч. palaios – древний, zoe – жизнь) – 6 периодов;
   ✓ мезозойскую (греч. mesos – средний) – 3 периода;
   ✓ кайнозойскую (греч. kainos – новый) – 3 периода.
   Все периоды (их 12) названы по той местности, где они были впервые выделены и описаны: кембрий – древнее название полуострова Уэльс в Англии; ордовик и силур – по названию древних племен, живших также в Англии; девон – по графству Девоншир в Англии; карбон – по каменным углям; пермь – по Пермской губернии в России и т. д. Геологические периоды обладают разной длительностью от 20 до 100 млн лет. Что касается четвертичного периода (квартер), то он по длительности не превышает 1,8–2,0 млн лет, но еще и не окончен.
   Существуют аналоги Международной шкалы, адаптированные к специфике отложений отдельно взятых регионов, так называемые региональные или национальные шкалы (табл. 3).

   Таблица 3
   Геохронологическая шкала

Тема 4
Литосфера

4.1. Состав и строение литосферы

   Термин «литосфера» употребляется в науке с середины XIX в., но современное значение он приобрел менее полувека назад. Еще в геологическом словаре издания 1955 г. сказано: «литосфера – то же, что земная кора». В геологическом словаре издания 1973 г. и в последующих: «литосфера… в современном понимании включает земную кору… и жесткую верхнюю часть верхней мантии Земли». Верхняя мантия – это геологический термин, обозначающий очень большой слой; верхняя мантия имеет мощность до 500 км, по некоторым классификациям – свыше 900 км, а в состав литосферы входят лишь верхние от нескольких десятков до двух сотен километров (до астеносферы) (рис. 8).
   Горные породы земной коры. Земная кора сложена горными породами разного происхождения и состава. По происхождению горные породы подразделяют на магматические, осадочные и метаморфические.
   Магматические породы образуются в недрах Земли в условиях высоких температур и давлений в результате кристаллизации магмы. Они составляют 95 % массы вещества, слагающего земную кору. В зависимости от условий, в которых происходил процесс застывания магмы, формируются интрузивные (образовавшиеся на глубине) и эффузивные (излившиеся на поверхность) горные породы. К интрузивным породам относятся гранит, габбро, к изверженным – базальт, липарит, вулканический туф и др.

   Рис. 8. Соотношение земной коры, мантии и литосферы

   Осадочные породы образуются на земной поверхности различными путями. Часть из них формируется из продуктов механического разрушения пород, образовавшихся ранее (обломочные – пески, галечники); часть – за счет жизнедеятельности организмов (органогенные – известняки, мел, ракушечник; кремнистые породы, каменный и бурый уголь); часть – в результате химического осаждения из водных растворов или при испарении воды (химические: каменная соль, гипс).
   Метаморфические породы образуются в результате превращения пород другого происхождения (магматических, осадочных) под воздействием различных факторов: высокой температуры и давления в недрах, контакта с породами другого химического состава и т. д. (гнейсы, кристаллические сланцы, мрамор и др.).
   Большую часть объема земной коры занимают кристаллические породы магматического и метаморфического происхождения (около 90 %). Однако для географической оболочки более существенна роль маломощного и прерывистого осадочного слоя, который на большей части земной поверхности непосредственно контактирует с водой, воздухом, принимает активное участие в географических процессах (мощность 2,2 км – от 12 км в прогибах до 400–500 м в океаническом ложе). Наиболее распространены глины и глинистые сланцы, пески и песчаники, карбонатные породы. Важную роль в географической оболочке играют лёссы и лёссовидные суглинки, слагающие поверхность земной коры во внеледниковых районах северного полушария.

   Рис. 9. Типы земной коры (по М.В. Муратову):
   1 — вода; 2 – осадочный слой; 3 — гранитный слой; 4 – базальтовый слой; 5 — мантия Земли; 6 — участки мантии, сложенные породами повышенной мощности; 7 – участки мантии, сложенные породами пониженной мощности; 8 – глубинные разломы; 9 — вулканический конус

   В земной коре – верхней части литосферы – обнаружено 90 химических элементов, но только 8 из них широко распространены и составляют 97,2 %. По А.Е. Ферсману, они распределяются следующим образом: кислород – 49 %, кремний – 26, алюминий – 7,5, железо – 4,2, кальций – 3,3, натрий – 2,4, калий – 2,4, магний – 2,4 %.
   Типы земной коры. По строению и мощности выделяют четыре типа земной коры, которые соответствуют четырем наиболее крупным формам поверхности Земли (рис. 9).
   Первый тип называется материковым, его мощность 30–40 км, под молодыми горами он увеличивается до 80 км. Этот тип земной коры соответствует в рельефе материковым выступам (включается подводная окраина материка). Наиболее распространено деление коры на три слоя: осадочный, гранитный и базальтовый. Осадочный слой, толщиной до 15–20 км, сложен слоистыми осадками (преобладают глины и глинистые сланцы, широко представлены песчаные, карбонатные и вулканогенные породы). Гранитный слой, толщиной 10–15 км, состоит из метаморфических и изверженных кислых пород с содержанием кремнезема свыше 65 %, близких по своим свойствам к граниту; наиболее распространены гнейсы, гранодиориты и диориты, граниты, кристаллические сланцы. Нижний слой, наиболее плотный, толщиной 15–35 км, получил название базальтового за сходство с базальтами. Средняя плотность материковой коры 2,7 г/см -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

. Между гранитным и базальтовым слоями лежит граница Конрада, названная по фамилии открывшего ее австрийского геофизика. Названия слоев – гранитный и базальтовый – условны, они даны по скоростям прохождения сейсмических волн. Современное название слоев несколько иное (Е.В. Хайн, М.Г. Ломизе): второй слой называется гранитно-метаморфическим, так как собственно гранитов в нем почти нет, сложен он гнейсами и кристаллическими сланцами. Третий слой – гранулитобазитовый, его образуют сильнометаморфизованные горные породы (табл. 4, рис. 10).

   Таблица 4
   Химический состав континентальной и океанической коры (по Аплонову, 2001)

Второй тип земной коры – переходный, или геосинклинальный, – соответствует переходным зонам (геосинклиналям [1 - В настоящее время наряду с термином «геосинклиналь» употербляется термин «складчатая зона».]). Расположены переходные зоны у восточных берегов материка Евразии, у восточных и западных берегов Северной и Южной Америки. Имеют следующее классическое строение: котловина окраинного моря, островные дуги и глубоководный желоб. Под котловинами морей и глубоководными желобами нет гранитного слоя, земная кора состоит из осадочного слоя повышенной мощности и базальтового. Гранитный слой появляется только в островных дугах. Средняя мощность геосинклинального типа земной коры 15–30 км.

   Рис. 10. Строение континентальной и океанической земной коры по современным представлениям

   Третий тип – океаническая земная кора – соответствует ложу океана, мощность коры 5—10 км. Имеет двухслойное строение: первый слой – осадочный, образован глинисто-кремнисто-карбонатными породами; второй слой состоит из полнокристаллических магматических пород основного состава (габбро). Между осадочным и базальтовым слоями выделяется промежуточный слой, состоящий из базальтовых лав с прослоями осадочных пород. Поэтому иногда говорят о трехслойном строении океанической коры (рис. 10).
   Четвертый тип – рифтогенная земная кора – характерен для срединно-океанических хребтов, мощность коры 1,5–2 км. В срединноокеанических хребтах близко к поверхности подходят породы мантии. Мощность осадочного слоя 1–2 км, базальтовый слой в рифтовых долинах выклинивается.

4.2. Концепции развития литосферы

   До настоящего времени нет единого представления о путях развития литосферы. Существует несколько тектонических концепций, каждая из которых хотя и основана на бесспорных фактах, однако отражает одну сторону тектонической истории Земли, не охватывая общего ее хода, и противоречит другим фактам, которые, в свою очередь, удачно объясняются другой теорией. Такое состояние тектонической проблемы объясняется тем, что геология и геофизика основывают свои выводы на исследовании материков, которые занимают всего 29,2 % Земли, а изучение океанского дна, т. е. большей части планеты, только еще началось.
   Сторонники теории мобилизма (от лат. mobilis – подвижный) доказывают, что блоки литосферы движутся, и первостепенную роль отводят горизонтальным движениям. Основные идеи мобилизма были сформулированы А. Вегенером (1880–1930) как гипотеза дрейфа материков. Новые данные, полученные во второй половине XX в., позволили развить это направление до современной теории неомобилизма, объясняющей динамику процессов в земной коре дрейфом крупных литосферных плит.
   Согласно гипотезе Вегенера, до верхнего палеозоя земная кора была собрана в материк Пангею, окруженный водами океана Панталласса (частью этого океана было море Тетис). В мезозое начались расколы и дрейф (плавание) отдельных ее глыб (материков). Материки, сложенные относительно легким веществом, которое Вегенер называл «сиаль» (силициум-алюминий), «плавали» по поверхности более тяжелого вещества – «сима» (силициум-магний). Первой отделилась и сместилась к западу Южная Америка, затем Африка, позднее Антарктида, Австралия и Северная Америка.
   Разработанный позднее вариант гипотезы мобилизма допускает существование в прошлом двух гигантских праматериков – Лавразии и Гондваны. Из первой образовались Северная Америка и Азия, из второй – Южная Америка, Африка, Антарктида и Австралия, Аравия и Индостан.
   Поначалу теория мобилизма покорила всех, ее приняли с восторгом, но через 2–3 десятилетия выяснилось, что физические свойства пород не допускают такого «плавания», и на теории дрейфа материков был поставлен жирный крест.
   Вплоть до 1960-х гг. господствующей системой воззрений на динамику и развитие земной коры была теория фиксизма (от лат. flxus – неподвижный, неизменный), утверждавшая неизменное (фиксированное) положение континентов на поверхности Земли и ведущую роль вертикальных движений в развитии земной коры.
   Лишь к 1960-м гг., когда была открыта общемировая система срединно-океанических хребтов, возникла практически новая теория – теория современной тектоники плит (новая глобальная тектоника), из гипотезы Вегенера принявшая только изменение взаимного расположения материков, в частности объяснение сходства очертаний континентов по обе стороны Атлантики.
   Новая теория утверждает: в движении материков участвуют плиты, в состав которых входят и участки суши, и дно океана; границы между плитами могут проходить и по дну океана, и по суше, и по границам материков и океанов. В этом ее важнейшее отличие от гипотезы Вегенера, считавшего, что материки двигались по веществу, которым сложено океанское дно.
   К крупным литосферным плитам относятся Евразиатская, Индийско-Австралийская, Тихоокеанская, Африканская, Северо-Американская, Южно-Американская, Антарктическая. Наряду с крупными плитами выделяются более мелкие, отвечающие отдельным глубоководным океаническим бассейнам (плита Кокос, Наска и др.), окраинным морям или частям раздробленных континентальных блоков. Движение литосферных плит происходит по астеносфере – слою верхней мантии, который подстилает литосферу и обладает вязкостью и пластичностью (рис. 11). В местах срединно-океанических хребтов литосферные плиты наращиваются за счет вещества, поднимающегося из недр, и раздвигаются по оси разломов или рифтов в стороны, образуя дивергентные границы. Этот процесс впервые описан американским геологом Г. Хессом и геофизиком Р. Дитцем, который дал ему название спрединга океанского дна (англ, spreading – расширение, распространение). Но поверхность земного шара не может увеличиваться. Возникновение новых участков земной коры по сторонам от срединно-океанических хребтов должно где-то компенсироваться ее исчезновением. Если считать, что литосферные плиты достаточно устойчивы, естественно предположить, что исчезновение коры, как и образование новой, должно происходить на границах сближающихся плит.

   Рис. 11. Типы границ и схема расположения основных литосферных плит: границы плит: 1 — оси спрединга (наращивания коры), 2 — зоны субдукции (поглощения коры), 3 — скольжения (трансформные разломы), 4 — условные границы; малые плиты и микроплиты: 1 — Аравийская, 2 — Филиппинская, 3 — Кокос, 4 — Карибская, 5— Наска, 6 — Южно-Сандвичева, 7– Индокитайская, 8— Эгейская, 9 — Анатолийская, 10 — Хуан-де-Фука, 11 – Ривера, 12— Китайская, 13— Охотская

   Взаимодействие литосферных плит при встречном движении (т. е. на конвергентных границах) порождает сложные и многообразные тектонические процессы, проникающие глубоко в мантию. Различают два главных вида конвергентного взаимодействия литосферных плит: субдукцию и коллизию.
   Субдукция (лат. sub – под, ductio – ведение) развивается там, где на конвергентной границе сходятся континентальная и океанская литосферные плиты или океанская с океанской. При их встречном движении более тяжелая литосферная плита (всегда океанская) уходит под другую, а затем погружается в мантию. Субдукцию нельзя свести ни к «поддвигу», ни к «наддвигу» литосферных плит. Установлено, что субдукция развивается по-разному в зависимости от соотношения векторов движения плит, от возраста субдуцирующей литосферы и ряда других факторов.
   Характер взаимодействующих участков литосферы определяет различия между двумя главными тектоническими типами зон субдукции: окраинно-материковым (андским) и океанским (марианским). Первый формируется там, где океанская плита субдуцирует под континент, второй – при взаимодействии двух участков океанской литосферы.
   Строение и субдукционный режим окраинно-материковых зон разнообразны и зависят от многих условий. Типичный пример – Кордильеры Центральной Америки и Центральноамериканский желоб, Анды Южной Америки и идущая вдоль берега система желобов – Перуанский и Чилийский. В данном случае океанская плита погружается под материковый край плиты, образуя глубоководные желоба (характерны интенсивные вулканические и сейсмические процессы), край материковой плиты поднимается, в результате чего образуется мощная цепь гор вдоль материка.
   При образовании зон субдукции океанского (марианского) типа более древняя (и поэтому более мощная и тяжелая) океанская литосфера субдуцирует под более молодую, на краю которой образуется островная дуга, другой край уходит под него, здесь уровень верхней поверхности литосферы понижается, формируется глубоководный океанический желоб (рис. 12). Таковы Алеутские острова и обрамляющий их Алеутский желоб, Курильские острова и Курило-Камчатский желоб, Марианские острова и Марианский желоб в Тихом океане, Антильские острова и желоб Пуэрто-Рико, Южные Сандвичевы острова и Южно-Сандвичев желоб – в Атлантическом.

   Рис. 12. Схема взаимодействия литосферных плит (по М.В. Муратову, В.М. Цейслеру с изменениями):
   1 — водная оболочка; 2–5 — литосфера (2–4 — земная кора: 2 — осадочный слой, 3 — гранитно-метаморфический слой, 4 — гранулитобазитовый слой); 5–6 — верхняя мантия (5 – надастеносферный слой, 6 — астеносфера); 7– границы раздела слоев; 8 — разломы; 9 — вулканы; 10 — направления перемещений литосферных плит

   Движение плит относительно друг друга сопровождается значительными механическими напряжениями, поэтому во всех этих местах наблюдаются высокая сейсмичность, интенсивная вулканическая деятельность. Очаги землетрясений располагаются в основном на поверхности соприкосновения двух плит и могут быть на большой глубине. Край плиты, ушедшей вглубь, погружается в мантию, где постепенно превращается в мантийное вещество. Погружающаяся плита подвергается разогреву, из нее выплавляется магма, которая изливается в вулканах островных дуг. Если зоне спрединга соответствуют рифтовые долины Мирового океана, то зоне субдукции отвечают системы «островная дуга – глубоководный желоб» или «активная окраина континента – глубоководный желоб».
   Гораздо реже и на короткое время при конвергенции возникают условия для надвигания на край континентальной плиты фрагментов океанской: происходит ее обдукция.
   Во всех рассмотренных случаях субдуцирует литосфера океанского типа. Иначе протекает процесс там, где к конвергентной границе с обеих сторон подходит континентальная литосфера. Она включает в себя мощную и низкоплотностную земную кору. Данный процесс носит название «коллизия».
   Коллизия, т. е. столкновение литосферных плит, развивается там, где континентальная литосферная плита сходится с континентальной: их дальнейшее встречное движение затруднено, оно компенсируется деформацией литосферы, ее утолщением и «скучиванием» в складчатых горных сооружениях. Наблюдается вулканизм, но меньше, чем в первых двух случаях, так как земная кора в таких местах очень мощная. Так образовался Альпийско-Гималайский горный пояс, протянувшийся от Северной Африки и западной оконечности Европы через всю Евразию до Индокитая; в его состав входят самые высокие горы на Земле, по всему его протяжению наблюдается высокая сейсмичность, на западе пояса есть действующие вулканы.
   Согласно прогнозу, при сохранении общего направления движения литосферных плит значительно расширятся Атлантический океан, Восточно-Африканские рифты (они заполнятся водами МО) и Красное море, которое напрямую соединит Средиземное море с Индийским океаном.
   Основные положения новой глобальной тектоники:
   1. Литосфера Земли, включающая кору и самую верхнюю часть мантии, подстилается более пластичной, менее вязкой оболочкой – астеносферой.
   2. Литосфера разделена на ограниченное число крупных (несколько тысяч километров в поперечнике) и среднего размера (около 1000 км) относительно жестких и монолитных плит.
   3. Литосферные плиты перемещаются друг относительно друга в горизонтальном направлении; характер этих перемещений может быть трояким:
   ✓ раздвиг (спрединг) с заполнением образующегося зияния новой корой океанического типа;
   ✓ поддвиг (субдукция) океанской плиты под континентальную или океанскую же с возникновением над зоной субдукции вулканической дуги или окраинно-континентального вулкано-плутонического пояса;
   ✓ скольжение одной плиты относительно другой по вертикальной плоскости так называемых трансформных разломов, поперечных к осям срединных хребтов.
   4. Перемещение литосферных плит по поверхности астеносферы подчиняется теореме Эйлера, гласящей, что перемещение сопряженных точек на сфере происходит вдоль окружностей, проведенных относительно оси, проходящей через центр Земли; места выхода оси на поверхность получили название полюсов вращения или раскрытия.
   5. В масштабе планеты в целом спрединг автоматически компенсируется субдукцией: сколько за данный промежуток времени рождается новой океанической коры, столько же более древней океанической коры поглощается в зонах субдукции, благодаря чему объем Земли остается неизменным.
   6. Перемещение литосферных плит происходит под действием конвективных течений в мантии, включая астеносферу. Под осями раздвига срединных хребтов образуются восходящие течения; они превращаются в горизонтальные на периферии хребтов и в нисходящие в зонах субдукции на окраинах океанов. Сама конвекция имеет своей причиной накопление тепла в недрах Земли вследствие его выделения при распаде естественно-радиоактивных элементов и изотопов.
   Геодинамика Земли развивается быстрыми темпами, возникают принципиально новые идеи, разрабатываются новые подходы, сменяются парадигмы. Новые геологические материалы о наличии вертикальных токов (струй) расплавленного вещества, поднимающихся от границ самого ядра и мантии к земной поверхности, легли в основу построения новой, «плюмовой» тектоники, или гипотезы плюмов. Так, используя новые данные сейсмической томографии, детально рисующие трехмерное строение глубоких недр Земли, японские исследователи С. Маруяма, М. Кумазава, С. Каваками и другие выделяют три главные зоны или области в разрезе Земли (рис. 13): кору и верхнюю мантию (тектоносферу); нижнюю мантию (плюмтектонику); ядро Земли (тектонику роста или тектонику ядра).

   Рис. 13. Схема глубинного строения Земли по С. Маруяме (стрелками показано движение вещества)

   Указанные исследователи, а также русские специалисты (Н.Л. Добрецов, М.И. Кузьмин, А.Г. Кирдяшкин, Ю.М. Пущаровский, В.Е. Хайн и др.) ведущее значение придают погружению холодных литосферных пластин в зонах субдукции, что рассматривается как естественное следствие существования Земли в холодном космическом пространстве и, очевидно, ее векового охлаждения. Холодные пластины погружаются первоначально до границы верхней и нижней мантии примерно на 670 км и здесь какое-то время (100–400 млн лет) находятся в состоянии относительного покоя, пока не наступает катастрофический гравитационный коллапс, вызывающий погружение пластины уже до границы мантии и ядра. Этому коллапсу способствует эндотермическая природа фазового перехода на границе 670 км. Наступающее вследствие коллапса взаимодействие холодной пластины с внешним ядром имеет два важных следствия. С одной стороны, оно вызывает охлаждение внешнего ядра и порождает в нем нисходящий вихрь, уносящий железо и никель во внутреннее ядро, которое благодаря этому испытывает разрастание. С другой стороны, оно провоцирует возникновение компенсационного восходящего течения на границе «ядро – мантия», которое порождает плюм, достигающий границы нижней и верхней мантии и здесь, так же как и холодный плюм, испытывающий задержку, а затем прорывающийся вверх. В современной картине Земли С. Маруяма и его коллеги различают один крупный нисходящий холодный суперплюм под Центральной Азией и два восходящих суперплюма – под южным Тихим океаном и под Африкой. Таким образом, в нижней мантии, а фактически и в переходной зоне, к верхней мантии навстречу друг другу на определенном расстоянии движутся колонны охлажденного и разогретого вещества, т. е. конвекция реализуется в форме адвекции.
   Некоторые приверженцы плюмовой гипотезы склонны даже считать, что именно этот энергообмен лежит в основе всех физико-химических преобразований и геологических процессов в теле планеты.
   В последнее время многие исследователи все больше стали склоняться к мысли, что неравномерным распределением эндогенной энергии Земли, как и периодизацией некоторых экзогенных процессов, управляют внешние по отношению к планете (космические) факторы. Из них наиболее действенной силой, непосредственно влияющей на геодинамическое развитие и преобразование вещества Земли, по-видимому, служит эффект гравитационного воздействия Солнца, Луны и других планет, с учетом инерционных сил вращения Земли вокруг своей оси и ее движения по орбите. Основанная на этом постулате концепция центробежно-планетарных мельниц позволяет, во-первых, дать логическое объяснение механизму дрейфа материков, во-вторых, определить главные направления подлитосферных потоков.

4.3. Движения литосферы. Эпейрогенез. Орогенез

   Взаимодействие земной коры с верхней мантией – причина глубинных тектонических движений, возбуждаемых вращением планеты, тепловой конвекцией или гравитационной дифференциацией вещества мантии (медленное опускание более тяжелых элементов вглубь и поднятие более легких кверху), зона их появления до глубины около 700 км получила название тектоносферы.
   Существует несколько классификаций тектонических движений, каждая из которых отражает одну из сторон – направленность (вертикальные, горизонтальные), место проявления (поверхностные, глубинные) и т. п.
   С географической точки зрения удачным представляется деление тектонических движений на эпейрогенические (колебательные) и орогенические (складкообразовательные).
   Сущность эпейрогенических движенийсводится к тому, что огромные участки литосферы испытывают медленные поднятия или опускания. Они являются преимущественно вертикальными, глубинными, проявление их не сопровождается резким изменением первоначального залегания горных пород. Эпейрогенические движения были повсюду и во все времена геологической истории. Происхождение их удовлетворительно объясняется гравитационной дифференциацией вещества в Земле: восходящим токам вещества отвечают поднятия земной коры, нисходящим – опускания. Скорость и знак (поднятие – опускание) колебательных движений меняются и в пространстве, и во времени. В их последовательности наблюдается цикличность с интервалами от многих миллионов лет до нескольких тысяч столетий.
   Для становления современных ландшафтов большое значение имели колебательные движения недавнего геологического прошлого – неогена и четвертичного периода. Они получили название новейших или неотектонических. Размах неотектонических движений очень значителен. В горах Тянь-Шаня, например, их амплитуда достигает 12–15 км, и без неотектонических движений вместо этой высокой горной страны существовал бы пенеплен – почти равнина, возникшая на месте разрушенных гор. На равнинах амплитуда неотектонических движений намного меньше, но и здесь многие формы рельефа – возвышенности и низменности, положение водоразделов и речных долин – связаны с неотектоникой. Новейшая тектоника проявляется и в настоящее время. Скорость современных тектонических движений измеряется миллиметрами, реже первыми сантиметрами (в горах). На Русской равнине максимальные скорости поднятия до 10 мм в год установлены для Донбасса и северо-востока Приднепровской возвышенности, максимальные опускания, до 11,8 мм в год, – в Печорской низменности.
   Следствия эпейрогенических движений:
   1. Перераспределение соотношения между площадями суши и моря (регрессия, трансгрессия). Лучше всего изучать колебательные движения, наблюдая за поведением береговой линии. При колебательных движениях граница между сушей и морем смещается из-за расширения площади моря за счет сокращения площади суши или вследствие сокращения площади моря за счет увеличения площади суши. Если суша поднимается, а уровень моря остается неизменным, то ближайшие к береговой линии участки морского дна выступают на дневную поверхность – происходит регрессия, т. е. отступание моря. Опускание суши при неизменном уровне моря либо повышение уровня моря при стабильном положении суши влечет трансгрессию (наступание) моря и затопление более или менее значительных участков суши. Таким образом, главной причиной трансгрессий и регрессий являются поднятия и опускания твердой земной коры. Значительное увеличение площади суши или моря не может не сказаться на характере климата, который становится более морским или более континентальным, что с течением времени отражается на характере органического мира и почвенного покрова, на конфигурации морей и материков. В случае регрессии моря некоторые материки, острова могут соединиться, если разделяющие их проливы были неглубокими. При трансгрессии, наоборот, происходит разъединение масс суши на обособленные материки или отделение от материка новых островов. Наличием колебательных движений в значительной степени объясняется эффект разрушительной деятельности моря. Медленная трансгрессия моря на крутые побережья сопровождается выработкой абразионной (абразия – срезание морем берега) поверхности и ограничивающего ее со стороны суши абразионного уступа.
   2. В связи с тем что колебания земной коры происходят в разных точках либо с разным знаком, либо с разной интенсивностью, меняется сам вид земной поверхности. Чаще всего поднятия или опускания, охватывающие обширные районы, создают на ней крупные волны: при поднятиях – купола огромных размеров, при опусканиях – чаши и огромные депрессии.
   При колебательных движениях может случиться, что один участок поднимается, а соседний с ним опускается. На границе между такими различно движущимися участками (а также и внутри каждого из них) происходят разрывы, в силу чего отдельные глыбы земной коры приобретают самостоятельное движение. Подобный разрыв, при котором горные породы перемещаются вверх или вниз друг относительно друга вдоль вертикальной или почти вертикальной трещины, называется сбросом. Образование сбросовых трещин есть следствие растяжения земной коры, а растяжение почти всегда связывается с областями поднятия, где литосфера вспучивается, т. е. профиль ее делается выпуклым.
   Орогенические движения – движения земной коры, в результате которых образуются складки, т. е. различной сложности волнообразный изгиб пластов. Они отличаются от эпейрогенических рядом существенных признаков: эпизодичны во времени (тогда как эпейрогенические движения никогда не прекращаются), не повсеместны и каждый раз приурочены к относительно ограниченным участкам земной коры. Охватывая очень большие промежутки времени, складкообразовательные движения, тем не менее, протекают быстрее, чем колебательные, и сопровождаются высокой магматической активностью. В процессе складкообразования движение вещества земной коры всегда идет по двум направлениям – и горизонтально, и вертикально, т. е. тангенциально и радиально. Следствием тангенциального движения и является образование складок, наддвигов и т. п. Движение радиальное приводит к поднятию сминаемого в складки участка литосферы и к его геоморфологическому оформлению в виде высокого вала – горного хребта. Складкообразовательные движения характерны для геосинклинальных областей и слабо представлены или совсем отсутствуют на платформах.
   Колебательные и складкообразовательные движения – это две крайние формы единого процесса движения земной коры. Эпейрогенические движения первичны, универсальны, временами, при определенных условиях и на определенных территориях, они перерастают в движения орогенические: в поднимающихся участках возникает складчатость.
   Наиболее характерным внешним выражением сложных процессов движения земной коры является образование гор, горных хребтов и горных стран. Вместе с тем на участках различной «жесткости» это движение протекает по-разному:
   ✓ в областях развития мощных толщ осадков, еще не подвергавшихся складкообразованию и, следовательно, не утерявших способность к пластическим деформациям, сначала происходит образование складок, а затем вздымание всего сложного складчатого комплекса; возникает громадная выпуклость антиклинального типа, которая впоследствии, будучи расчлененной деятельностью рек, превращается в горную страну;
   ✓ в областях, уже подвергшихся складчатости в прошлые периоды своей истории, поднятие земной коры и образование гор совершается без нового складкообразования, с господствующим развитием сбросовых дислокаций.
   Эти два случая соответствуют двум главным типам горных стран: типу складчатых гор (Альпы, Кавказ, Кордильеры, Анды) и типу глыбовых гор (Тянь-Шань, Алтай).
   Подобно тому как горы на Земле свидетельствуют о поднятиях земной коры, равнины свидетельствуют об ее опусканиях. Чередование выпуклостей и впадин наблюдается и на дне океана, следовательно, оно также затронуто колебательными движениями (подводные плато и котловины говорят о погруженных платформенных структурах, подводные хребты – о затопленных горных странах).

4.4. Геосинклинали и платформы

   Геосинклинальные области и платформы образуют главнейшие структурные блоки земной коры, находящие отчетливое выражение в современном рельефе.
   Самыми молодыми структурными элементами материковой земной коры являются геосинклинали. Геосинклиналь – это высокоподвижный, линейно-вытянутый и сильно расчлененный участок земной коры, характеризующийся разнонаправленными тектоническими движениями высокой интенсивности, энергичными явлениями магматизма, включая вулканизм, частыми и сильными землетрясениями. Геологическая структура, возникшая там, где движения имеют геосинклинальный характер, носит название складчатой зоны. Таким образом, очевидно, что складкообразование характерно, прежде всего, для геосинклиналей, здесь оно проявляется в наиболее полной и яркой форме. Процесс геосинклинального развития сложен и во многом еще не достаточно изучен.
   В своем развитии геосинклиналь проходит несколько стадий. На ранней стадии наблюдается общее погружение и накопление в геосинклинали мощных толщ морских осадочных (характерны флиши – закономерное, тонкое чередование песчаников, глины и мергелей) и вулканогенных (лавы основного состава) пород. На средней стадии, когда в геосинклиналях накапливается толща осадочно-вулканических пород мощностью 8—15 км, процессы погружения сменяются постепенным вздыманием, осадочные породы подвергаются складкообразованию, а на больших глубинах – метаморфизации, по трещинам и разрывам, пронизывающим их, внедряется и застывает кислая магма. В позднюю стадию на месте геосинклинали под влиянием общего вздымания поверхности возникают высокие складчатые горы, увенчанные активными вулканами с излиянием лав среднего и основного состава; впадины заполняются континентальными отложениями, мощность которых может достигать 10 км и более. С прекращением процессов вздымания высокие горы медленно, но неуклонно разрушаются, пока на их месте не образуется холмистая равнина – пенеплен – с выходом на поверхность «геосинклинальных низов» в виде глубоко метаморфизованных кристаллических пород.
   Пройдя геосинклинальный цикл развития, земная кора утолщается, становится устойчивой и жесткой, не способной к новому складкообразованию. Геосинклиналь переходит в иной качественный блок земной коры – платформу. Выровненные жесткие глыбы впоследствии испытывали медленные поднятия или опускания. В периоды опусканий на их поверхности в результате трансгрессий отлагались толщи осадочных пород – так на складчатом основании молодой платформы формируется осадочный чехол.
   На протяжении геологической истории Земли наблюдался ряд эпох интенсивного складчатого горообразования с последующей сменой геосинклинального режима на платформенный. Наиболее древние из эпох складкообразования относятся к докембрийскому периоду, затем следуют байкальская (конец протерозоя – начало кембрия), каледонская, или нижнепалеозойская (кембрий, ордовик, силур, начало девона), герцинская, или верхнепалеозойская (конец девона, карбон, пермь, триас), мезозойская (,киммерийская), альпийская (конец мезозоя – кайнозой) эпохи.
   В нижнем палеозое около докембрийских платформ существовала геосинклиналь, получившая название каледонской. В конце силура и начале девона – в каледонскую горообразовательную эпоху – на месте этой геосинклинали возникли складчатые горы. Они занимали огромные площади в Европе, Азии, Америке и частично в Африке. До настоящего времени каледонские структуры сохранились в Шотландии (Северо-Шотландское нагорье), Скандинавии (Скандинавские горы), на Шпицбергене, в Гренландии (Восточно-Гренландские горы), Лабрадоре, а также в Забайкалье, по Енисею, на западе Казахстана (Казахский мелкосопочник) и местами в Центральной Азии, т. е. вокруг всех трех северных платформ, а также частично в Австралии.
   Во второй половине девонского и в каменноугольном периоде существовала герцинская геосинклиналь. Герцинский возраст имеют Урал, складчатый фундамент Западно-Сибирской низменности, Таймыр, равнины и многие горы Средней и Центральной Азии, Месета, Центральный Французский массив, горы Средней Европы, Аппалачи, Капская область, Австралийские Альпы.
   Мезозойская геосинклиналь – система островов и горных хребтов – протягивается вдоль побережья Тихого океана по Восточной Азии, Новой Гвинее, Австралии, Новой Зеландии, Антарктическому полуострову и по западным берегам обеих Америк.
   Альпийская геосинклиналь простирается от Атласа через Южную Европу, Крым, Кавказ, Переднюю Азию, Гималаи, Бирму до Индонезии, где она пересекается с Тихоокеанской.
   Горообразовательные процессы происходили в конце мезозоя в Тихоокеанской геосинклинали и в кайнозое – в Альпийской.
   Геосинклинали в процессе своего развития переходят в платформенные области и таким образом увеличивают площади материков. Горы, возникшие в геосинклиналях, в последующем снижаются выветриванием и денудацией, а корни складок превращаются в фундамент платформы. Многие палеозойские платформы во время альпийской складчатости были затронуты повторным горообразованием и превратились в возрожденные горы.
   Современными геосинклиналями на Земле являются области, занятые глубоководными морями, относимыми к группам внутренних, полузамкнутых и межостровных морей. Примером современного геосинклинального пояса на стадии своего закрытия может служить бывший океан Тетис. В его состав входят морские впадины Средиземного,
   Черного и южной части Каспийского моря с окружающими их сложно построенными кайнозойскими складчатыми горными странами. Современный вулканизм и активная сейсмичность указывают на продолжающуюся активность тектонических движений.
   Среди геосинклинальных поясов, находящихся на различных стадиях развития, в настоящее время кроме Средиземноморского выделяют еще четыре – Тихоокеанский, Атлантический, Арктический и Урало-Монгольский (древний закрывшийся). Они располагаются между древними платформами или на их границе с океанскими областями.
   Для современных геосинклинальных областей характерно сочетание глубоководных океанических желобов (Марианский, Курило-Камчатский), котловин окраинных морей (Японского, Охотского и др.), архипелагов островов (Японских, Курильских и др.) (рис. 14).
   Области земной коры, охваченные колебательными движениями малого размаха и малой скорости, называются платформами. Геологическая структура, возникающая в платформенных условиях, тоже называется платформой. Общей чертой всех платформ помимо их жесткости служит двухъярусная структура. Нижний ярус, или фундамент, состоит из смятых в складки, разбитых на блоки метаморфических пород – гнейсов, кристаллических сланцев и т. д., представляющих собой продукты древнейших складчатостей, которые завершились более 1,5 млрд лет назад. На фундаменте горизонтально залегает платформенный чехол (верхний ярус) – толща слоистых осадочных горных пород, накопившихся в течение фанерозоя. Это свидетельствует о небольшом размахе колебательных движений, вызывавших трансгрессии мелководных морей, сменявшихся затем регрессиями морей. Древние платформы отличает относительная стабильность, отсутствие складчатых движений, слабая дислоцированность.

   Рис. 14. Схема строения современных геосинклинальных областей:1 – осадочный слой; 2 – гранитно-метаморфический слой; 3 – гранулитобазитовый слой; 4 – разломы

   В рельефе им соответствуют большие равнины (включая отдельные внутриплатформенные горные страны). В пределах платформы выделяются следующие крупнейшие структурные единицы: щиты (участки выхода на поверхность кристаллических пород) и плиты (перекрытые осадочным чехлом участки пород фундамента, погруженных на глубину). Для платформ также характерно чередование антеклиз — обширных пологих поднятий и синеклиз — столь же обширных и пологих прогибов. Средняя скорость новейших тектонических движений на платформах – 0,07– 0,25 мм/год (в складчатых зонах – 1–3 мм/год).
   Таким образом, все древние платформы имеют кристаллический фундамент архей-протерозойского возраста, его формирование завершилось в докембрийское время. Осадочный же чехол этих платформ, при благоприятном тектоническом режиме, продолжает накапливаться и в настоящее время.
   Выделяют 10 крупных (основных) древних платформ и ряд более мелких фрагментов (Таримская, Индо-Синийская и др.). Древнейшие докембрийские платформы расположены на Земле двумя широтными рядами. Первый находится в северных умеренных широтах (служит основой северных материков) и состоит из Северо-Американской (включая Гренландию), Восточно-Европейской (Русской) и Сибирской платформ, второй ряд составляют платформы экваториальных материков – Южной Америки, Африки (с Аравией), Индостана, Китая (Восточно-Китайская, Южно-Китайская) и Австралии. В стороне лежит Антарктическая платформа (рис. 15).
   Гипотеза горизонтального движения материков связывает северный ряд платформ с расколом материка Лавразии, а южный ряд рассматривает в качестве частей огромного материка Гондваны.
   Кроме докембрийских (по возрасту фундамента – надпротерозойские, или эпипротерозойские, от греч. ері – после, над) существуют платформы байкальские, каледонские и герцинские, получившие название молодых платформ (эпибайкальские, эпикаледонские, эпигерцинские): Туранская, Западно-Сибирская, Патагонская, Скифская, Примексиканская, Приатлантическая. Образуются они в условиях активной денудации орогенных поясов в условиях последующих нисходящих тектонических движений с трансгрессией морей. В результате складчатое основание (корни гор) перекрывалось толщами осадочных пород – так на складчатом основании молодой платформы формируется осадочный чехол. Подобно древним платформам молодые также имеют двухслойное строение, однако кристаллический (складчатый) фундамент их значительно моложе – палеозойского возраста, для них характерен и сходный набор структур более низкого ранга: синеклизы, антеклизы; краевые прогибы, впадины, седловины, континентальные рифты и др.

   Рис. 15. Докембрийские платформы:1 – Северо-Американская; 2 – Русская; 3 – Сибирская; 4 – Южно-Американская; 5 – Африкано-Аравийская; 6— Индостанская; 7,8— Китайская; 9 — Австралийская; 10 – Антарктическая

   Однако, в силу того что располагаются молодые платформы, как правило, на периферийных окраинах древних платформ и обрамляются геосинклиналями, здесь наиболее широко представлены краевые (передовые) прогибы, образование которых связано с орогенными процессами в геосинклиналях либо с проявлением коллизии – лобового столкновения континентальных литосферных плит. Кроме того, в связи с интенсивными процессами складкообразования, которые в фанерозое, и особенно в неогене, имели глобальный характер, на молодых эпипалеозойских платформах (в отличие от более устойчивых докембрийских платформ, сохранявших стабильность) более широкий размах получили эпиплатформенные орогенные пояса. Ряд крупных регионов эпипалеозойских платформ испытывал серьезную перестройку, выразившуюся в общем сводовом поднятии древних пенепленизированных складчатых сооружений, глубоких разломах и крупных вертикальных перемещениях глыб относительно друг друга.
   На материках в платформенных областях преобладают низменности, равнины, плато, плоскогорья. Так, в области Восточно-Европейской платформы сформировалась Восточно-Европейская равнина, Южно-Американской платформе отвечают два элемента планетарного рельефа – Амазонская низменность и Бразильское плоскогорье, Западно-Сибирской молодой платформе соответствует Западно-Сибирская равнина, Патагонской – Патагонская равнина и др.
   Эпохи складкообразования в фанерозое имели глобальный характер и отразились на структуре сложившихся к тому времени платформ. Докембрийские платформы сохраняли стабильность, но более молодые, эпипалеозойские, в ряде крупных регионов испытывали серьезную перестройку, выразившуюся в общем сводовом поднятии, глубоких разломах и крупных вертикальных перемещениях глыб относительно друг друга. В результате вторичного эпиплатформенного орогенеза возникают складчато-глыбовые горы (возрожденные горы). Классический пример – Тянь-Шань, где возрождение горного рельефа произошло во время альпийского орогенеза.
   Отдельным типом структурных элементов земной коры в пределах платформ, усложняющих строение как щитов, так и плит, являются континентальные рифты (от англ, rift – щель, разлом), которые подобно геосинклиналям отличаются повышенной подвижностью земной коры, высокой сейсмичностью и вулканизмом. Однако рифтовые зоны как структурные элементы земной коры – полная противоположность геосинклиналям. В геосинклиналях за погружением следует накопление мощных толщ осадков, затем орогенез и как конечный результат – утолщение континентальной коры. Рифтовые зоны возникают под влиянием восходящих движений в мантии, которая, внедряясь в земную кору, приподнимает, дробит и частично перерабатывает ее. Осью рифтовой зоны является узкая тектоническая впадина – грабен (от нем. Graben – ров). Рифтовые зоны на материках – это области деградации континентальной коры, ее перерождения в кору океаническую. При поступательном рифтогенезе в своем развитии рифт проходит последовательный ряд стадий: внутриконтинентальный (Восточно-Африканская система разломов) – межконтинентальный (Красно – морский, Аденский и Калифорнийский рифты) – срединно-океанический (рис. 16).
   Рифты имеют разный возраст. Древние рифтовые зоны платформ называют авлакогенами (развивались на протяжении от рифея до кайнозоя). На Русской платформе крупнейшим авлакогеном является Припятско-Днепровско-Донецкий, заложенный в рифее, но окончательное обособление его, сопровождавшееся глубинными разломами кристаллического фундамента, произошло в девоне, а восточная окраина в конце палеозоя даже подвергалась складкообразованию. Этот и подобные ему древние «борозды» земной коры (Сарматско-Туран-ский рифт в теле древней Восточно-Европейской платформы и др.) давно уже прекратили свое развитие и сглажены – заполнены осадочными отложениями.

   Рис. 16. Зарождение (а) и развитие (б) континентального рифта, его переход в межконтинентальный (в), начало (г) и развитие (д) спрединта (по В.Е. Хайну):
   1 — континентальная кора; 2 — кора «переходного» типа (утоненная и переработанная континентальная); 3 — океаническая кора (вверху – слой осадков); 4 — разогретая и разуплотненная мантия; 5 – континентальные осадки; 6 — эвапориты; 7 – мелководные морские осадки; 8 — щелочные вулканиты; 9 — толеитовые базальты; 10— нормальная мантия; 11 — вулканы

   Современные рифтовые системы были заложены в кайнозое. В их числе – Восточно-Африканская рифтовая система, в Западной Европе – Верхнерейнский грабен, в России – Байкальская рифтовая система (последние находятся за пределами древних платформ).

4.5. Основные геотектуры поверхности Земли: материки и океаны

   Рассмотренные научные концепции с разных позиций объясняют происхождение и развитие основных форм рельефа (совокупность неровностей земной поверхности определенного геологического строения) поверхности Земли.
   Генетическую классификацию форм рельефа предложили И.П. Герасимов и Ю.А. Мещеряков. Они разделили рельеф на три крупные группы: геотектуры, морфоструктуры и морфоскульптуры.
   Геотектури – это самые крупные (планетарные) формы рельефа, образованные космическими (осевое вращение, взаимодействие планет и спутников) и эндогенными процессами. К геотектурам относятся материковые выступы, ложе океана, переходные зоны и срединноокеанические хребты.
   Под морфоструктурами в физической географии понимаются крупные подразделения рельефа земной поверхности, в формировании которых ведущая роль принадлежала эндогенным процессам (в основном тектоническим движениям), протекающим в литосфере. Морфоструктурами являются мегаформы и макроформы рельефа: горы в пределах горных стран, части платформенных равнин.
   Под воздействием экзогенных (внешних) факторов (текущих вод, ветра, колебаний температуры, снежного и ледникового покрова) земная поверхность расчленяется на морфоскульптуры – более мелкие формы рельефа (макроформы – крупные речные долины; мезоформы, микроформы и наноформы). Главная особенность морфоскульптур – их зональность, так как своеобразие форм, интенсивность их развития зависят от деятельности экзогенных процессов, источником энергии которых служит солнечная радиация.
   Площадь поверхности Земли составляет 510 млн км -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

. На долю МО приходится 70,8 %, или 361,06 млн км -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, на долю суши – 29,2 %, или 149,02 млн км -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

.
   Двум качественно различным типам земной коры – материковому и океаническому – соответствуют два основных уровня планетарного рельефа (геотектуры) – поверхность материков и ложе Мирового океана, а также переходные зоны и срединно-океанические хребты.
   Материки – изостатически уравновешенный массив материковой земной коры, имеющий структурное ядро в виде древней платформы, к которому примыкают более молодые складчатые структуры.
   Материков шесть: Евразия, Африка, Северная Америка, Южная Америка, Антарктида и Австралия. Все материки достаточно хорошо изолированы друг от друга. Соединения Африки с Евразией и Южной Америки с Северной, будучи узкими и геологически очень молодыми, в сущности, не нарушают этого правила.
   Кроме геологически обусловленного деления суши на материки существует деление ее на части света (сложились в ходе культурно-исторического развития), которых тоже шесть: Европа, Азия, Америка, Африка, Антарктида и Австралия. Часть света включает не только материк, но и примыкающие к нему острова. Значительно удаленные от материков острова Тихого океана образуют особую группу, называемую Океанией.
   Расположение материков, а также различия в температуре и солености воды, системе течений, приливов и отливов позволяют разделить Мировой океан на части, называемые океанами. С 1996 г. решением комиссии по географическим названиям выделяют Южный океан, который включает воды трех океанов (Тихого, Атлантического и Индийского), окружающих Антарктиду (границы его варьируют от 37 до 48° ю.ш. на разных меридианах).
   Вдаваясь в сушу, океан образует моря, заливы и проливы, которые, в свою очередь, отчленяют от материка полуострова и острова. По положению в отношении материков и характеру соединения с океанами моря могут быть окраинными, внутриматериковыми и средиземными.
   Чем больше морей вдается в материк, тем сильнее он расчленен и тем извилистее его береговая линия. Степень расчлененности суши лучше всего выражается отношением площади полуостровов и островов к общей поверхности материка или части света. Из общей площади частей света на острова и полуострова приходится: в Европе – 34 %, Северной Америке – 25, Азии – 24, Австралии – 19, Африке – 2,1, Южной Америке – 1,1 %.
   Обобщенный профиль земной поверхности можно представить гипсографической кривой, которая показывает соотношение площадей, лежащих на разных высотах на суше и в океане. Эти соотношения дают очень важную характеристику природы земной поверхности (рис. 17).
   Профиль строится следующим образом: размеры площадей, занимающих различные высоты и глубины, снимаются с гипсометрических и батиграфических карт. Затем чертятся координатные оси. По линии ординат откладывают от 0 вверх высоты, а вниз – глубины; по линии абсцисс – площади в миллионах квадратных километров. Средняя высота суши – 840 м (преобладают высоты менее 1000 м). Средняя глубина океана – 3800 м (преобладают глубины от 3000 до 6000 м).
   В расположении материков и океанов на Земле выявляются следующие закономерности:
   1. Большая часть суши сосредоточена в северном полушарии. Южное полушарие – океаническое, 81 % его площади покрыто водой и только 19 % приходится на сушу. Северное полушарие – материковое, суша в нем занимает 39 %, а вода – 61 % общей поверхности. Наиболее материковой является полоса, расположенная между 40 и 70° с.ш., именно те же широты, только южного полушария, оказываются наиболее океаническими.
   2. Материки образуют два ряда: северный, включающий Евразию и Северную Америку, и южный, или приэкваториальный, состоящий из Южной Америки, Африки и Австралии. Вне рядов остается Антарктида. Северные материки имеют разнообразный пересеченный рельеф, широкую материковую отмель и изрезанную береговую линию, что обусловлено сложным геологическим строением. Приэкваториальные континенты, как это видно на карте, характеризуются относительной простотой рельефа и береговой линии и почти отсутствием шельфа, что объясняется сравнительно однородным их геологическим строением.

   Рис. 17. Гипсографическая кривая Земли (по Ф.Н. Милькову)

   3. Северные материки простираются от тропических широт через умеренные в субполярные, тогда как южные находятся по обе стороны от экватора и не выходят за пределы субтропического пояса. Крайние северные точки материков северного полушария: Азия – мыс Челюскина (74°43′ с.ш.); Европа – мыс Нордкин (71°08′ с.ш.); Америка – мыс Мерчисон (71°50′ с.ш.). Южные материки оканчиваются в субтропиках. Их крайние южные мысы: Африка – мыс Игольный (34°51′ ю.ш.); Австралия – мыс Вильсон (39° 11′ ю.ш.); континентальная плита Южной Америки заканчивается мысом Фроуорд (53°54′ ю.ш.).
   4. Материки располагаются антиподально: каждому материку на противоположном конце земного диаметра соответствует океан.
   5. Описанные особенности расположения и характера материков свидетельствуют о зональности в распределении суши и моря по земной поверхности. Общепланетарная геоморфологическая зональность антисимметрична: материкам северного полушария в южном соответствуют океанические площади; морской Арктике отвечает материковая Антарктида; суша господствует над океаном между 40 и 70° с.ш., а в южном полушарии именно в этих широтах простирается сплошное водное кольцо.
   6. Все материки имеют форму клиньев или треугольников, острые вершины которых обращены на юг (менее выражена эта форма только у Австралии).
   7. Меридионально вытянутые планетарные формы рельефа простираются S-образно. Такое направление свойственно Кордильерам, Андам, подводному Атлантическому хребту, восточному побережью Азии и Австралии и др.
   8. Кроме зональности в расположении материков проявляется вторая обязательная черта природы – секторность. Материки, как это показал еще А.П. Карпинский, располагаются в секторах наименьшей экваториальной оси земного сфероида.
   9. Между площадями континентов и их средними высотами имеется прямая зависимость: чем больше площадь континента, тем больше его средняя высота и мощность литосферы в его пределах; чем больше океан, тем он глубже и тем тоньше кора под ним. Максимальной мощности земная кора достигает под горами (60–70 км), минимальной – под океаном (5—10 км). Такая зависимость определяется изостазией: большим материкам соответствует мощная литосфера, которая и глубоко погружается в мантию, и высоко поднимается над ней.
   10. Через земную кору зонально и меридионально проходят пояса разломов:
   ✓ Средиземноморский пояс разлома. Возник на месте океана Тетис, проходит около 35° с.ш. через Средиземное море, систему альпийских гор Северной Африки и Южной Европы, Кавказ, Переднюю Азию, Гималаи и Индокитай; он выражен молодыми горными цепями, повышенным вулканизмом и сейсмичностью.
   ✓ Пояс разлома южного полушария. Проходит параллельно первому в южном полушарии около 35° ю.ш. Выражен окончанием материков (в Южной Америке – материковой плиты).
   ✓ Тихоокеанский пояс разлома. Проходит вдоль обоих берегов Тихого океана в меридиональном направлении. К нему также приурочены молодые горы, цепочки островных дуг, сильный вулканизм и большая сейсмичность.
   В Центральной Америке и Юго-Восточной Азии Тихоокеанский и Средиземноморский пояса разломов пересекаются.
   ✓ Рифтовые зоны срединно-океанических хребтов.
   11. Материки попарно группируются в континентальные «лучи» (Северная Америка с Южной, Европа с Африкой, Азия с Австралией), которые сходятся к северному полярному пространству. Образуется так называемая «континентальная звезда», которая особенно отчетливо вырисовывается на картах, построенных в звездной проекции. В каждой паре северный материк отделен от южного областью разлома земной коры.
   Сходства, соответствия или подобия в расположении и конфигурации материков или их частей называются географическими гомологиями (сходство направлений западного берега Африки и восточного берега Южной Америки; общность в конфигурации атлантических берегов Европы и Северной Америки и др.).
   В рельефе материков выделяют платформенные равнины и горные страны. Платформенные равнины составляют 64 % суши, горные страны – 36 %.
   Платформенные равнины – наиболее распространенный тип рельефа докембрийских и эпипалеозойских платформ – выровненные участки поверхности с небольшим превышением относительных высот, соответствующие устойчивым участкам суши (платформам). Общая черта равнин – небольшие (меньше 200 м) колебания высот при значительной протяженности. Они располагаются на разной высоте над уровнем моря, в связи с чем различают:
   ✓ депрессии – лежащие ниже уровня моря равнины (Прикаспийская низменность);
   ✓ низменные равнины высотой от 0 до 200 м (Западно-Сибирская равнина, Амазонская низменность);
   ✓ возвышенные равнины высотой от 200 до 500 м (Белорусская гряда, Смоленско-Московская возвышенность);
   ✓ нагорные равнины, поднимающиеся выше 500 м; чередуясь с приподнятыми над ними сильно разрушенными горными хребтами, они образуют нагорья (Армянское, Иранское, Мексиканское), входящие составной частью в обширные горные системы.
   Крупные участки возвышенных и нагорных равнин, ограниченные крутыми уступами от соседних более низких равнинных пространств, известны под названием плато (Устюрт, Заангарское, Тунгусское и другие плато на Среднесибирском плоскогорье).
   По геологическому строению и истории развития равнины делятся на аккумулятивные, денудационные, пластовые и цокольные. Выделяют также куэстовый рельеф, шельфовые равнины, плоскогорья.
   Аккумулятивные равнины обладают хорошо развитым покровом осадочных отложений, полностью скрывающий докембрийский и эпипалеозойский складчатый фундамент платформ, и приурочены к областям прогибания в настоящее время (синеклизам). Подобные участки платформ принято называть плитами (Восточно-Европейская, Туранская, Западно-Сибирская, Амазонская равнины, Великие равнины в Северной Америке). Выступы складчатого фундамента на поверхности аккумулятивных равнин отражают возвышенности и низменности.
   Денудационные равнины свойственны тем платформам или их участкам, которые на протяжении почти всей своей истории испытывали тенденцию к поднятию. Они приурочены к антеклизам и щитам. Поверхность денудационных равнин представляет нижний складчатый этаж платформ, имевший в далеком прошлом горный рельеф, а затем превращенный процессами выветривания в пенеплен.
   Пластовые равнины (пластово-денудационные, по И.П. Герасимову) – это возвышенные равнины и плато, образовавшиеся на осадочных горных породах платформенного чехла, залегающих горизонтально или слабонаклонно. Характерны для областей с тенденцией к поднятию (антеклизам). Пластовые равнины также имеют два структурных этажа – складчатый фундамент и осадочный чехол. Однако мощность осадочного чехла намного меньше, чем у аккумулятивных равнин. Значительные площади Восточно-Европейской (Валдайская, Смоленско-Московская возвышенности, Северные Увалы) и Северо-Американской (Центральные равнины) платформ относятся к пластовым равнинам. Особый интерес представляют слабо расчлененные пластовые равнины с эоловым песчаным покровом. Сюда относится большая часть пустыни Кызылкум, где грядово-останцовый рельеф коренных пород перекрыт песчаной толщей с характерными эоловыми формами.
   Цокольные равнины (цокольно-денудационные, по И.П. Герасимову) – равнины, сформированные на дислоцированных породах фундамента. Характерны для областей длительного поднятия (в противоположность областям опусканий, где образуются равнины аккумулятивные). Цокольные равнины широко представлены в Африке (плато Дарфур), Северной Америке (Лаврентийская возвышенность).
   Куэстовый рельеф образуется в случае моноклинального (с наклоном в одну сторону) залегания пластов горных пород различной твердости (куэсты Парижского бассейна, Валдайская возвышенность).
   Шельфовые равнины – затопленные мелководными морями аккумулятивные равнины материков, сохраняющие реликтовые формы рельефа (например, речные долины), образовавшиеся в надводных условиях.
   Плоскогорья характерны для платформ с длительно выраженной тенденцией к поднятию. Это крупные приподнятые участки суши со сглаженными волнистыми водоразделами и глубоко расчлененным эрозией горным рельефом вблизи рек (Среднесибирское плоскогорье, размещающееся в пределах докембрийской Сибирской платформы; плоскогорье Декан, Бразильское, Восточно-Африканское плоскогорья). Плоскогорья есть и за пределами древних платформ, например Алазейское, Юкагирское, Оймяконское плоскогорья в Северо-Восточной Сибири (в области мезозойской складчатости), сложенные преимущественно вулканическими и метаморфическими породами.
   Горная страна — территория, состоящая из хребтов и разделяющих их межгорных долин. Горный хребет – линейно-вытянутое крупное поднятие, ограниченное склонами. Гора – изолированное резко выраженное поднятие на фоне равнинной местности с высотами более 500 м, у нее есть вершина (наивысшая точка), подошва (линия пересечения с поверхностью равнины) и склоны. Горные цепи – система горных хребтов, тянущаяся в направлении общего простирания горной страны. Горный узел – область пересечения двух или более горных хребтов или цепей.
   По высоте горы бывают: низкие (500—1000 м) – предгорья Крыма, Кавказа; средние (1000–2000 м) – Урал, Карпаты, Сихотэ-Алинь; высокие (2000–5000 м) – Альпы, Кордильеры; высочайшие (от 5000 м) – Гималаи, Тянь-Шань, Гиндукуш, Каракорум.
   По происхождению горы делятся на тектонические, вулканические и эрозионные.
   Тектонические горы, по классификации И.П. Герасимова и Ю.А. Мещерякова, подразделяются на молодые (эпигеосинклинальные) и возрожденные (эпиплатформенные). Области молодых гор занимают 41 %, возрожденных – 59 % общей площади гор. Молодые горы являются складчатыми горами.
   Складчатые горы – молодые горы, образовавшиеся на месте геосинклиналей во время альпийской эпохи складкообразования. Отличаются большой высотой, чередованием хребтов с крутыми склонами, совпадающих обычно с антиклиналями, и узких долин, соответствующих синклиналям (Альпы, Кавказ, Гималаи).
   Складчато-глыбовые горы называют возрожденными, так как после своего возникновения в одну из древнейших эпох складкообразования они были пенепленезированы, а затем под влиянием неотектонических движений подверглись омоложению. Хребты, достигающие очень значительных высот (свыше 7000 м на Тянь-Шане), плосковершинны – следы древнего пенеплена. Другими словами, это бывшие платформенные равнины, раздробленные на глыбы, одни из которых взброшены вверх, другие опущены (Тянь-Шань, Саяны, горы Забайкалья, Урал).
   Вулканические горы формируются при извержении вулканов и накоплении вулканических осадков (вулканы Гавайских островов).
   Эрозионные горы образуются в результате эрозионного расчленения участка поверхности, сложенного горизонтально залегающими горными породами и поднятого на большую высоту. Для эрозионных гор характерны плоские вершины, крутые склоны, от подножий тянется шлейф, сложенный продуктами выветривания (типичные эрозионные горы распространены в Африке).
   В горных станах часто встречаются нагорья – обширные территории, состоящие из чередующихся хребтов, плато и плоскогорий.

4.6. Современные тектонические проявления: вулканизм, землетрясения

   Внутренние части земного шара находятся в твердом состоянии, переход вещества в жидкую фазу всегда локально ограничен и вызывается либо местным разогревом под действием скопления радиоактивных веществ, либо ослаблением давления без дополнительного нагрева. Таким образом, в земной коре имеются отдельные более или менее обширные очаги жидких или тестообразных минеральных масс, возникающие преимущественно в участках, которые подверглись разломам с образованием трещин и в которых наиболее вероятно уменьшение давления на глубине. Содержащиеся в этой жидкой массе, называемой магмой, газы увлекают ее вверх, по направлению к земной поверхности. Движение это может закончиться, когда магма еще не достигла поверхности; тогда она медленно застывает под землей и вновь становится твердым телом, дав начало магматическим горным породам, а именно интрузивным, или глубинным. Если же магма, достигая поверхности, выльется из нее и здесь затвердеет, то получившиеся в результате этого магматические породы называются эффузивными или излившимися.
   Вулканизмом называют совокупность процессов, связанных с проникновением в земную кору и излиянием на поверхность изнутри Земли расплавленной и насыщенной газами минеральной массы – магмы. Излившись на поверхность и потеряв летучие компоненты, магма превращается в лаву Вулканы извергают также рыхлые продукты – пепел и камни.
   Вулкан – геологическое образование, возникающее над тектоническими трещинами и каналами в земной коре, по которым из глубинных магматических очагов на земную поверхность извергаются вулканические продукты: лава, пепел, газы, водяные пары, обломки горных пород и др. Вулканическая деятельность проявляется в создании специфических вулканических форм рельефа. Она же участвует в преобразовании океанической коры в континентальную.
   Вулканизм – следствие и одно из проявлений современной тектонической активности Земли. В настоящее время на материках насчитывается около 2000 вулканов, из которых 616 – действующие, т. е. проявившие свою активность на памяти человечества. Лишь 76 из активных вулканов находятся на дне морей и океанов, остальные расположены на суше. Всего же на дне Мирового океана насчитывается около 10 000 вулканов.
   Современные вулканические процессы распространены вдоль молодых складчатых и тектонических подвижных областей и крупных разломов. Выделяют следующие вулканические пояса:
   ✓ Тихоокеанский пояс («огненное кольцо»): начинается на полуострове Камчатка, далее проходит через систему Курильских, Японских, Филиппинских островов, Новую Гвинею, Соломоновы, Ново-Гебридские, Ново-Зеландские острова, через море Росса, вулканические острова около Антарктиды, Огненную Землю, Анды, Центральную Америку, вдоль Кордильер и замыкается вулканами Алеутских островов;
   ✓ Средиземноморский: включает вулканы Апеннинского полуострова, острова Сицилии, Липарских островов, Эгейского моря, полуострова Малой Азии, Кавказа, Иранского нагорья, Зондских островов;
   ✓ Атлантический: занимает острова Срединно-Атлантического хребта – Ян-Майен, Исландию, Азорские, Вознесения, Св. Елены, Мадейру, Канарские, Зеленого Мыса, Тристан-да-Кунья и др.;
   ✓ Индийский: расположен вдоль Срединно-Индийских подводных хребтов и охватывает Коморские острова, Мадагаскар, Маврикий, Реюньон, Кергелен, Крозе, Сен-Поль, Амстердам, Принс-Эдуард;
   ✓ Восточно-Африканский: проходит вдоль Великих африканских разломов.
   На материковых платформах и в возрожденных горах тоже есть вулканы, но из них действовали в историческое время только десятки. Потухшие вулканы имеются в Восточной Сибири, на Британских островах, в Центральной Европе, на Индостане, в Аравии, в Южной и Восточной Африке.
   Формы вулканического рельефа зависят от характера извержения и от состава лавы.
   При трещинных излияниях извергаются большие массы жидкой лавы, которая, широко изливаясь, образует огромные лавовые покровы. В настоящее геологическое время наибольшие трещинные излияния происходят в Исландии. Известны также на островах Азорских, Самоа, Новой Зеландии. В прежние геологические эпохи трещинных излияний было больше (лавовое плато Колумбии, трапповое плато Декан, вулканические плоскогорья Армении, область траппов в Восточной Сибири).
   В вулканах центрального извержения магма поступает на поверхность по жерлу. Формы рельефа, формируемые при центральном извержении, зависят от характера деятельности и состава лавы:
   1. Маары (в настоящее время не действуют) – отрицательная форма, образовавшаяся в результате взрыва. Древние трубки взрыва заполнены кимберлитовой породой и являются месторождениями алмазов (Якутия, Африка).
   2. Вулканы гавайского типа извергают основную, т. е. содержащую мало кремния, базальтовую лаву, которая спокойно изливается и медленно застывает, растекаясь на большие площади. Такие вулканы образуют щитовые покровы, для которых характерна очень большая площадь и плоская приплюснутая форма. Самый большой из Гавайских островов – Гаваи – представляет собой три соединившихся вулкана (Мауна Лоа, Мауна Кеа, Гуалалаи). К щитовым относится также вулкан Толбачек на Камчатке.
   3. Слоистые вулканы, или стратовулканы (типа Везувия), извергают водяные пары и газы, огромные массы пепла, каменные глыбы или вулканические бомбы (куски застывшей лавы, жидкую лаву). Они образуют вулканический конус слоистого строения (Ключевская и Кроноцкая Сопки, Фудзияма). Расширенный кратер называется кальдерой.
   4. Вулканы типа Мон-Пеле извергают лаву кислую (окись кремния составляет 55 %), которая прочно закупоривает жерло и после извержения в застывшем виде торчит в виде иглы.
   Нередко магма проникает в толщу горных пород, приподнимает и дислоцирует верхние пласты, но на поверхность не изливается, образуя интрузивные тела. На Северном Кавказе (район Пятигорска) среди ровного плато поднимается ряд конических и куполообразных гор высотой от 200 до 900 м (горы Лысая, Железная).
   Вулканической деятельности сопутствуют поствулканические явления. К ним относят фумаролы (выделения паров и газов на остывающих лавовых потоках – «Долина десяти тысяч дымов» на Аляске в районе вулкана Катмай), гейзеры, горячие источники. На дне океанов распространены формы, получившие названия гайотов, – плосковершинные горы, образование которых связано с погружением древних вулканических островов.
   Вулканические процессы оказывают влияние:
   ✓ на метеорологические явления: вулканический пепел, выброшенный на огромную высоту, разносится воздушными массами, как бы распределяясь по всей тропосфере и тем самым вызывая ее помутнение и ослабление притока солнечной радиации; в отдельных случаях потеря тепла из-за ослабления радиации вулканической пылью достигает 57–66 %);
   ✓ поступление в атмосферу углекислоты, необходимой для жизни растений;
   ✓ характер гидрографической сети: лавовые потоки, перегораживая реки, неоднократно служили причиной образования озер плотинного типа;
   ✓ характер рельефа: трещинные излияния способствуют нивелировке рельефа; извержения центрального типа, наоборот, усиливают неровности рельефа – возникают высокие аккумулятивные конусы, образующие в некоторых случаях целые горные цепи (восточное побережье Камчатки). Извержения вулканов в Исландии приводят к таянию огромных масс льда.
   Ярким свидетельством наличия процессов горообразования служат землетрясения, они показывают, что отдельные участки Земли находятся в весьма активном состоянии и испытывают перемещения.
   Землетрясением называют быстрые движения земной коры, вызывающие в ней устойчивые (т. е. сохраняющиеся и после прекращения движения) изменения. Сейсмические волны, порождаемые землетрясениями, распространяются во все стороны от очага подобно звуковым волнам. Точка, в которой начинается подвижка пород, называется фокусом, очагом или гипоцентром, а точка на земной поверхности над очагом – эпицентром землетрясения. Ударные волны распространяются во все стороны от очага, по мере удаления от него их интенсивность уменьшается. Глубина очагов землетрясений (гипоцентров) обычно не превышает 40–60 км, чаще всего составляет 15–20 км. Однако в отдельных случаях (преимущественно по окраинам бассейна Тихого океана) очаги лежат гораздо глубже – до 300–700 км. На Земле в среднем каждый год бывает более 100 тыс. землетрясений, из них около 10 % ощущается людьми. Вместе с тем землетрясения распределены по Земле далеко не равномерно. Их почти не бывает в центральной части Тихого океана (кроме Гавайских островов) и на всех древних платформах материков, что говорит об отсутствии здесь процессов горообразования (Канада, Бразилия, Русская платформа, Африка, Индия, Австралия и Антарктида).
   Для оценки и сравнения землетрясений используются две шкалы: одна – для измерения интенсивности, другая – для измерения магнитуды.
   Интенсивность землетрясения – степень сотрясения грунта на поверхности Земли, ощущаемого в различных точках зоны воздействия землетрясения. Величина интенсивности землетрясений измеряется по 12-балльной шкале, определяется на основании оценки фактических разрушений, воздействия на предметы, здания и почву, последствий для людей и является качественной характеристикой землетрясения (табл. 5). В мире используется несколько шкал интенсивности: в США – Модифицированная шкала Меркалли (ММ), в Европе – Европейская макросейсмическая шкала (EMS), в Японии – шкала Японского метеорологического агентства («Shindo»). Широкое распространение особенно в Европе, получила шкала Медведева – Шпонхойера – Карника (MSK-64).

   Таблица 5
   Двенадцатибалльная шкала интенсивности землетрясений

   Магнитуда землетрясения — величина, пропорциональная энергии, выделяемой в очаге землетрясения. Она определяется с помощью прибора, называемого сейсмографом. Показания прибора (амплитуда и период сейсмических волн) указывают на количество энергии упругой деформации, выделяемой в процессе землетрясения. Чем больше амплитуда волны, тем сильнее землетрясение. Существует несколько магнитуд и, соответственно, магнитудных шкал: локальная магнитуда (ML); магнитуда, определяемая по поверхностным волнам (Ms); магнитуда, определяемая по объемным волнам (mb); моментная магнитуда (Mw).
   Наиболее популярной шкалой для оценки энергии землетрясений является локальная шкала магнитуд Рихтера, разработанная американским сейсмологом Чарльзом Рихтером в 1935 г., в ней используются арабские цифры. Шкала Рихтера логарифмическая и открытая, т. е. нет ни верхнего, ни нижнего предела для магнитуд. Каждое увеличение магнитуды на одно целое число соответствует 32-кратному увеличению количества выделяемой энергии. Считается, что падение крупного метеорита может иметь магнитуду, близкую к 13, но в действительности на Земле землетрясений с магнитудой более 9,5 не бывает из-за того, что горные породы не выдерживают такого выделения энергии и разрушаются (магнитуда, равная 9,5, – максимальная из зарегистрированных, Великое Чилийское землетрясение 21 мая 1960 г. соответствует энергии 10 -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

Дж). Нулевая магнитуда означает, что землетрясения нет, она отвечает энергии 10 -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

Дж). Магнитуда не измеряется в баллах.
   По глубине расположения гипоцентра землетрясения делятся на мелко-, средне– и глубокофокусные. Если очаг расположен, например, на глубине от 0 до 60 км, землетрясение считается неглубоким; если на глубине от 60 до 300 км – землетрясение имеет среднюю глубину очага; при глубине очага от 300 до 700 км имеет место глубокофокусное землетрясение.

   Рис. 18. Самые мощные землетрясения на Земле

   Наиболее мощные по магнитуде (8,0–9,5) землетрясения на Земле за период наблюдений представлены на рис. 18 (землетрясение в зоне субдукции Каскадия, 1700 г.; землетрясение в центральной части Чили, провинция Вальпараисо, 1730 г.; Лиссабонское землетрясение, 1755 г.; Суматранское землетрясение, 1833 г.; Камчатское землетрясение, 1952 г.; Великое Чилийское землетрясение, 1960 г. и др.).
   В XXI в. из четырех землетрясений с магнитудой более 8,5 три произошли на острове Суматра, причем землетрясение в Рождество 2004 г. не только имело магнитуду более 9, но и привело к большим человеческим жертвам в связи с огромной волной цунами. Выделяются также Соломоновы острова: таких землетрясений было также три – 1 апреля 2007 г. (8,1 магнитуды), 7 октября 2009 г. (7,8 магнитуды) и 6 февраля 2013 г. (8,0 магнитуды) (рис. 19).
   Почти треть землетрясений с магнитудой более 6 баллов произошла в Индонезии и близких к этой стране районах, в Южной Америке за этот период число землетрясений было почти в 2 раза меньше. Но за весь период наблюдений южноамериканские страны, находящиеся на западе континента (Чили, Перу, Эквадор, Колумбия), намного чаще испытывали на себе последствия сильных землетрясений.
   Большая часть эпицентров землетрясений сосредоточена в областях альпийской складчатости и современных геосинклиналей.
   Прежде всего, надлежит выделить Тихоокеанский пояс, в котором высвобождается около 80 % сейсмической энергии Земли. Начинаясь дугой Алеутских островов, весьма активной в сейсмическом отношении, он тянется длинной полосой по западному краю Северной, Центральной и Южной Америки и через острова Южная Георгия, Южные Сандвичевы, Южные Оркнейские и Южные Шетландские.
   Вторая часть Тихоокеанского пояса обрамляет океан с запада, захватывая острова Новую Зеландию, Кермадек, Тонга, Новые Гебриды, Новую Гвинею, Каролинские, Марианские, Японские, Тайвань, Филиппины, Молуккские, Зондские и полуостров Камчатку.
   Такое распределение очагов землетрясений свидетельствует о наличии в земной коре и в подкоровой области наклонной поверхности разлома, вдоль которой либо материки надвигаются на океанское дно, либо подкоровое вещество перемещается от океанского дна под материк.
   Менее сейсмичен Европейско-Азиатский пояс, на долю которого приходится 15 % сейсмической энергии, выделяемой Землей. Он охватывает Средиземноморский бассейн, Кавказ, Иран, Памир, Тянь-Шань, область Гималаев, горные цепи Бирмы и Китая, а в России от Тянь-Шаня идет по горным системам в Прибайкалье и бассейн Амура.

   Рис. 19. Землетрясения с магнитудой более 7,0 с 2001 по 2014 г.

   К второстепенным сейсмическим поясам Земли относятся:
   ✓ Атлантический – вдоль Атлантического подводного хребта (от островов Тристан-да-Кунья к Исландии) и далее через Ян-Майен и Шпицберген к устью Лены;
   ✓ Индийский, совпадающий с расположением подводных хребтов Центрального Индийского и Кергелен-Гауссберг;
   ✓ Восточно-Африканский – в области Восточно-Африканских грабенов: от Аденского залива через Красное море, Великие Африканские озера к устью Замбези.
   Анализ распространения землетрясений показывает, что они бывают не в любых местах, а только там, где земная кора рассечена сбросами, разломами, где наибольшие контрасты рельефа, где самые высокие горы находятся по соседству с самыми глубокими океаническими впадинами, вдоль стыков разнородных геологических структур, в областях молодых и еще только зарождающихся складок, т. е. в районах интенсивных тектонических подвижек земной коры. Именно этими подвижками землетрясения и вызываются.
   Географические следствия землетрясений:
   ✓ деформации земной поверхности (особенно сильные в рыхлых горных породах: лёсс, аллювий и др.);
   ✓ оползни, обвалы, оплывни и снежные лавины;
   ✓ цунами – особые волны на поверхности моря, порождаемые землетрясением на его дне;
   ✓ иногда – ускорение движения ледников и нарушение режима подземных вод (исчезают источники или меняется их дебит, свойства, появляются новые источники).

4.7. Строение дна океана

   В рельефе дна океана выделяют четыре геотектуры. Три геотектуры полностью располагаются в пределах дна океана: переходная зона, ложе океана, срединно-океанические хребты; четвертая, подводная окраина материка, представляет собой часть геотектуры – материкового выступа.
   Подводная окраина материков занимает 80,61 млн км -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, или 22,4 % общей площади Мирового океана, и состоит из трех ступеней: материковой отмели, или шельфа, материкового склона и материкового подножия (рис. 20). Шельф – продолжение сухопутных низменностей, имеет ровный рельеф, глубины в среднем 200 м (шельф Охотского моря имеет глубину 500 м, Баренцева моря – 400 м). Материковый склон сильно расчленен. Сверху вниз он спускается уступами или своеобразными террасами, а вдоль склона изрезан глубокими ложбинами или каньонами (глубина вреза достигает 2000 м). Материковое подножие снова равнинно, поскольку сложено рыхлыми наносами с материка, шельфа и склона. Подводная окраина материка имеет материковый тип земной коры и генетически представляет собой единое целое с материковым выступом.

   Рис. 20. Атлантическая подводная окраина Северной Америки: шельф, материковый склон с каньонами, материковое подножие (по Г.И. Рычагову)

   Типичный переход материков к океанам нарушается в поясах разломов земной коры. Здесь континенты переходят в океаны через широкие и сложные переходные полосы: несколько переходных полос расположены вдоль восточной окраины материка Евразии (от Камчатки до Зондских островов), две зоны наблюдаются у берегов Северной и Южной Америки (в Карибском море, у Южных Сандвичевых островов). Всюду находятся островные дуги, которые переходят в глубоководные океанические желоба с глубинами свыше 6000 м, обычно около 10 000 м. В некоторых местах рельеф осложняется еще подводными хребтами. Переходный характер названных областей проявляется в том, что здесь взаимопроникают океаническая и материковая земная кора. В этих полосах действительно преобразуется древняя океаническая земная кора в молодую материковую, происходит рост континентов за счет океанов. Переходная зона состоит из котловины окраинного моря, островной дуги и глубоководного желоба. Примером может служить Курильская переходная зона: котловиной окраинного моря является наиболее глубокая часть Охотского моря, островная дуга представлена Курильскими островами, рядом располагается Курильский желоб (см. рис. 14).
   Современная тектоническая активность переходных областей выражается в вулканизме и сейсмичности. В настоящее время известно 35 глубоководных желобов, 28 из них – в Тихом океане (Алеутский – 7822 м, Курило-Камчатский – 10 542, Марианский – 11 022, Кермадек – 10 047, Центральноамериканский – 6662 м). В Атлантическом океане глубоководные желоба также сопровождают островные дуги: желоб Пуэрто-Рико – 8383 м и Южно-Сандвичев – 8037 м. В Индийском океане находится Яванский желоб глубиной 7450 м.
   За материковым подножием или за переходной полосой следует собственно океанское дно (ложе океана), которое сложено земной корой океанического типа и соответствует в структурном отношении океанским платформам – талласократонам. Это наиболее обширная по площади из основных геотектур глубоководная часть Мирового океана, занимающая 194,81 млн км -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

(54 % площади). Наибольшее распространение, особенно в Тихом океане, имеют холмистые равнины, рельеф которых осложнен подводными горами и валообразными поднятиями различных размеров (океанические кряжи, цепи вулканических гор и отдельных вулканов).
   Для океанского дна характерна единая планетарная система срединных океанических хребтов (георифтогеналей), представляющих собой области интенсивного современного тектогенеза, в которых идет процесс интенсивного спрединга (рис. 21).

   Рис. 21. Схема рельефа дна Атлантического океана (по О.К. Леонтьеву):1 – котловины ложа океана; 2 – поднятия ложа (А – Бермудское, Б – Сеара, В – Сьерра-Леоне, Г – Риу-Гранди, Д- Китовый хребет, Е— Внешний); 3 – срединно-океанический хребет; 4 – глубоководные желоба; 5 – другие структуры; 6— разломы. Подводные окраины не заштрихованы

   Система срединных океанических хребтов включает сплошное кольцо поднятий в южном полушарии на широтах от 40 до 60° ю.ш. и представляет непрерывную цепь горных хребтов, которые протягиваются по дну океанов на расстояние более чем 60 тыс. км, а общая площадь их составляет 55,18 млн км -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

(15,2 % площади Мирового океана). От кольца поднятий на север отходят три хребта, простирающиеся меридионально в каждом океане: Срединно-Атлантический (наибольшие его вершины образуют острова Буве, Тристан-да-Кунья, Вознесения, Сан-Паулу, Азорские), Центрально-Индийский (вершины – архипелаги островов западной половины Индийского океана), Южно-Тихоокеанский и хребет Гаккеля. Некоторые авторы причисляют к срединно-океаническим хребтам и Восточно-Тихоокеанское поднятие, но здесь типичная осевая рифтовая долина есть только на самой северной оконечности поднятия.
   Срединные океанические хребты представляют собой своеобразные геологические структуры, занимающие промежуточное положение между материками и глубоководным ложе океана (общая их протяженность 60 000 км). Вдоль по оси они разбиты глубокой долиной трещинного происхождения, или рифтом, поэтому и сами хребты часто называются рифтовыми. Хребтам соответствует рифтогенный тип земной коры.
   Глубоководные абиссальные равнины – днища абиссальных котловин. Одни из них имеют волнистый рельеф с амплитудой до 1000 м, другие плоские. В Атлантическом океане таких котловин 4 (Северо-Африканская, Северо-Американская, Бразильская, Ангольская), в Тихом – 5 (Северо-Восточная, Северо-Западная, Центральная, Южная и Чилийская), в Индийском – 3 (Сомалийская, Центральная и Западно-Австралийская). У берегов Антарктиды располагаются котловины Африкано-Антарктическая, Австралийско-Антарктическая и Беллинсгаузена.
   В строении мегарельефа материков и океанов наблюдается антисимметрия (диссимметрия). Эту важнейшую закономерность в структуре ГО впервые установил в 1935 г. А.А. Григорьев еще до открытия срединно-океанических хребтов как глобального явления. В середине материка располагаются равнины, по периферии – высокие горы, тогда как в середине океана располагается крупнейшая система срединно-океанических хребтов, а на периферии – океанические котловины. Причем как на материках, так и в океанах преобладают поднятия меридионального простирания. В соответствии с этим и главные понижения в земной коре ориентированы в том же направлении.
   Западно-восточное генеральное направление на суше свойственно поясу альпийской складчатости. В ложе МО оно проявляется в форме узких (100–200 км), прямолинейных зон разломов длиной до 3000 км, секущих поперек срединные хребты и другие меридиональные поднятия морского дна. Самой глубокой (7640 м) из таких разломов является впадина Романш в Атлантике. В Тихом океане известно более 20 подобных зон – Галапагос, Маркизские острова, острова Пасхи и др. Такое расположение горных сооружений и тектонических линий не случайно и связано с напряжениями в земном эллипсоиде, возникающими при изменении полярного и экваториального сжатия, т. е. формы Земли.

4.8. Экзогенные процессы в литосфере

   Экзогенные процессы обусловлены притоком солнечной радиации, всемирным тяготением, поступлением космической пыли, осевым и орбитальным движением Земли. Суммарный эффект деятельности экзогенных процессов заключается в перемещении вещества с более высоких гипсометрических уровней на более низкие.
   Экзогенные процессы образуют на поверхности Земли морфо-скульптуры. Своеобразие и интенсивность проявления экзогенных процессов зависят от климата, следовательно, в размещении форм рельефа наблюдаются широтная зональность и высотная поясность. Во влажном климате экваториальных и умеренных широт наибольшее развитие имеет флювиальная морфоскульптура, в засушливом климате тропических широт и внетропических пустынь – эоловая, в субарктических широтах и областях распространения многолетнемерзлых пород – криогенная, в полярных широтах – гляциальная (ледниковая) морфоскульптура. Склоновая, береговая, карстовая морфоскульптуры развиты повсеместно, однако своеобразие их форм также подчинено зональности.
   Экзогенные процессы наиболее очевидно проявляются в выветривании, денудации и аккумуляции.
   Выветривание (гипергенез) – совокупность процессов механического разрушения и химического изменения горных пород и минералов. Оно бывает физическим (механическим), химическим и биологическим.
   Главной причиной физического выветривания является колебание температуры горных пород. Под действием многократных нагреваний и охлаждений горные породы растрескиваются, дробятся на глыбы, крошатся на мелкие части. Этому способствует вода, замерзающая в трещинах. Химическое выветривание заключается в изменении состава пород. Главными его агентами являются вода, растворенные в ней вещества и кислород воздуха; происходит химическое взаимодействие элементов, находящихся в породах. Биологическое выветривание протекает под действием живых организмов, которые разрушают породы механически, а продуктами жизнедеятельности изменяют их химически.
   Следствия выветривания:
   ✓ изменение породы (слагающие породу сложные первичные минералы распадаются на более простые и более активные, которые, в свою очередь, взаимодействуя друг с другом, образуют ряд вторичных минералов и т. д.);
   ✓ в результате химического выветривания вещества переходят в более удобную для переноса форму (перенос продуктов выветривания – необходимая предпосылка образования многих новых горных пород и форм рельефа земной поверхности).
   Денудация (обнажение) – совокупность процессов сноса продуктов выветривания на более низкие уровни. Она осуществляется текучими водами, ледниками и ветром, а на крутых склонах материнские породы, утратившие прочность, падают и сползают под действием силы тяжести. Интенсивность зависит от высоты местности, состава и свойств горных пород и от темпов выветривания (на Русской равнине годовой слой сноса равен 0,03 мм, в горах толщина его возрастает до 0,2–0,5 мм).
   В результате сложного взаимодействия литосферы, гидросферы, атмосферы и живого вещества (выветривания и денудации) образуются комплексные тела, составляющие кору выветривания, или элювий. Состав коры выветривания находится в тесной связи с подстилающими горными породами (если они остаются на месте своего первичного залегания, кора выветривания называется остаточной, а если перемещаются, то образуется переотложенная кора выветривания), самая главная их особенность – зональность. При активном взаимодействии всех компонентов и длительности элювиального процесса развивается мощная кора выветривания. Мощность коры выветривания обычно около 30–60 м, но в отдельных случаях достигает 200 м (в горах и на высоких равнинах она распространена не сплошь). Наиболее мощная кора образуется в жарком поясе, наименее мощная – в полярных широтах. Самый верхний слой коры выветривания – почва.
   Эрозионно-аккумулятивный процесс – единый процесс, происходящий в природе. Водные потоки (деятельность текучих вод) производят разрушительную работу, перенос материала и аккумуляцию. Разрушительная работа водотоков называется эрозией. В результате работы водотоков создаются выработанные (эрозионные) и аккумулятивные формы рельефа. Размыв и аккумуляция сменяют друг друга во времени и в пространстве.
   Эрозия бывает нормальная (естественная) и антропогенная (ускоренная).
   Нормальная эрозия, возбуждаемая естественными процессами, делится на плоскостную (поверхностную, площадную) эрозию, когда почвогрунт смывается с вершины к подножию склона без образования линейных форм на склоне, и линейную – с образованием линейных форм на склоне. В линейной эрозии выделяют овражно-балочную (работу производит временный водоток) и речную.
   Антропогенная эрозия возбуждается деятельностью человека, скорость ее намного превышает естественную эрозию. Внутри антропогенной выделяют сельскохозяйственную (пахотную, пастбищную садовую и т. д.), городскую, промышленную, дорожную и военную.
   К эрозионным формам рельефа, созданным временными водотоками, относятся эрозионная борозда, рытвина (промоина), овраг, балка. Аккумулятивные формы имеют меньшее распространение, к ним относятся конусы, выносы и овражно-балочные террасы.
   Скорость овражной эрозии может достигать значительных величин – 1–1,5 м в год, на Северном Кавказе были отмечены скорости до 3 м в год, в некоторых районах Ярославской области – до 10–15 м в год. Интенсивность современной эрозии суши составляет 0,059 мм в год, в Азии увеличивается до 0,093 мм в год.
   Постоянные водотоки формируют речные долины. Основными формами рельефа в них являются русло, пойма, террасы.
   Ветер производит разрушительную работу, транспортировку материала и аккумуляцию. Для морфологического проявления эоловых процессов необходимо незначительное количество атмосферных осадков, частые сильные ветры, разреженность растительного покрова, наличие рыхлого материала. Данные условия наиболее полно представлены в тропических пустынях, где количество атмосферных осадков не превышает 100 мм, и в пустынях умеренных и субтропических широт. Следовательно, проявление эоловых процессов имеет черты зональности. Кроме того, эоловые процессы наблюдаются на аккумулятивных песчаных берегах морей, на песчаных участках в речных долинах.
   В разрушительной работе ветра выделяют дефляцию – процесс выдувания или развевания рыхлого материала и корразию – процесс обтачивания, шлифовки твердых пород обломочным материалом, переносимым ветром.
   Дефляции подвергаются в основном рыхлые песчаные отложения, в результате чего происходит формирование котловин выдувания – округлых отрицательных форм диаметром в сотни метров. В результате эоловой аккумуляции образуются барханы, грядовые пески, дюны. В результате корразии образуются каменные грибы, столбы, замки, ниши.
   Ледниковые формы рельефа образуются в результате разрушительной работы ледника (экзарации) и аккумулятивной работы. Современные ледниковые формы распространены в полярных и горных районах выше климатической снеговой границы. Рельефообразующая деятельность ледников особенно возрастала в эпохи оледенений. Выделяется несколько фаз в развитии ледника: наступание, стационарное положение, отступание. С каждой фазой связаны определенные ледниковые формы: в фазу наступання ледник производит активную экзарацию, образуя экзарационные формы; при его отступании и таянии возникают аккумулятивные формы рельефа.
   Эрозионные долины, подвергшиеся воздействию ледника, приобретают корытообразную форму, их называют трогами.
   Характерный комплекс форм рельефа, связанный с проявлением экзарации, формируется выше снеговой линии, в зоне снегового питания. К данному комплексу относятся цирки и кары, различающиеся, главным образом, размерами.
   Морена – несомый ледником несортированный материал, включающий крупные валуны и тонкие суглинистые частицы. В горах образуются небольшие по площади моренные покровы, у края ледника – несколько конечно-моренных гряд.
   Древнее покровное оледенение занимало огромные пространства на территории Евразии и Северной Америки. Во время максимума распространения четвертичного оледенения оно покрывало более 40 млн км -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

(около 30 %) площади суши, почти в три раза перекрывая площадь современного оледенения. Главным центром оледенения в Европе являлась Скандинавия, где мощность ледника достигала 2–3 км. Менее мощными центрами были Новая Земля, Северный Урал. В Северной Америке центры оледенения – кордильерский, лабрадорский. В плейстоцене на европейской части России определялись несколько оледенений: окское, днепровское, московское, калининское и осташковское, наиболее мощным было днепровское.
   В областях древнего оледенения выделяют зону преобладающей денудации (экзарации) и зону преобладающей аккумуляции. В зоне денудации формируются сельги (скалистые гряды, образованные при ледниковой обработке коренных пород), ванны выпахивания, бараньи лбы. Подобный рельеф имеет наибольшее распространение в Европе (Карелия, Финляндия), в Северной Америке (территория Канады). Ледниковая экзарация выразилась и в формировании специфических типов берегов. К ним относятся фьорды и шхеры. Зона преобладающей аккумуляции приурочена к краевой части покровного оледенения, где образуются конечно-моренные холмы, холмисто-западинный рельеф, друмлины (асимметричные холмы, сложенные моренным материалом), озы (длинные гряды, вытянутые по движению ледника), камы (одиночные или групповые холмы, характерные для краевых возвышенностей и моренных равнин).
   В пределах развития ледниковых форм рельефа распространены формы, созданные талыми ледниковыми водами, – озы, камы, долинные зандры, зандровые равнины, широкое распространение имеют ложбины стока талых ледниковых вод.

Тема 5
Атмосфера

5.1. Происхождение атмосферы, ее состав, строение, значение для географической оболочки

   Атмосфера – это газовая оболочка Земли с содержащимися в ней аэрозольными частицами, движущаяся вместе с Землей в мировом пространстве как единое целое и одновременно принимающая участие во вращении Земли. Сила земного притяжения удерживает атмосферу вблизи поверхности Земли. Наибольшее давление и плотность атмосферы наблюдаются у земной поверхности, по мере поднятия вверх давление и плотность уменьшаются. На высоте 18 км давление убывает в 10 раз, на высоте 80 км – в 75 000 раз. Нижней границей атмосферы является поверхность Земли, верхней границей условно принята высота 1000–1200 км. Масса атмосферы составляет 5,13 · 10 -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

т, причем 99 % этого количества содержится в нижнем слое до высоты 36 км.
   Доказательства существования высоких слоев атмосферы:
   1. На высоте 22–25 км в атмосфере располагаются перламутровые облака.
   2. На высоте 80 км бывают видны серебристые облака.
   3. На высоте около 100–120 км наблюдается сгорание метеоритов, т. е. здесь атмосфера обладает еще достаточной плотностью.
   4. На высоте около 220 км начинается рассеивание света газами атмосферы (явление сумерек).
   5. Полярные сияния начинаются примерно на высоте 1000–1200 км, данное явление объясняется ионизацией воздуха корпускулярными потоками, идущими от Солнца. Сильно разреженная атмосфера простирается до высоты 20 000 км, она образует земную корону, незаметно переходя в межпланетный газ.
   Атмосфера, как и планета в целом, вращается против часовой стрелки с запада на восток. Из-за вращения она приобретает форму эллипсоида, т. е. толщина атмосферы у экватора больше, чем вблизи полюсов. Она имеет выступ в направлении, противоположном Солнцу, этот «газовый хвост» Земли, разреженный, как у комет, имеет длину около 120 тыс. км. Атмосфера связана с другими геосферами тепловла-гообменом. Энергией атмосферных процессов служит электромагнитное излучение Солнца.
   Происхождение. Водород и гелий – наиболее распространенные элементы в космосе, входящие в состав протопланетного газопылевого облака, из которого возникла Земля. Вследствие очень низкой температуры этого облака самая первая земная атмосфера состояла из водорода и гелия, так как все другие элементы вещества, из которого слагалось облако, были в твердом состоянии. Такая атмосфера наблюдается у планет-гигантов: очевидно, из-за большого притяжения планет и удаленности от Солнца они сохранили первичные атмосферы.
   Затем последовал разогрев Земли: тепло порождалось гравитационным сжатием планеты и распадом внутри ее радиоактивных элементов. Земля потеряла водородно-гелиевую атмосферу и создала свою собственную вторичную атмосферу из газов, выделившихся из ее недр (углекислый газ, аммиак, метан, сероводород). Кислород отсутствовал, в атмосфере преобладали восстановительные условия. В настоящее время подобные атмосферы наблюдаются у Марса и Венеры, они на 95 % состоят из углекислого газа.
   Следующий этап развития атмосферы был переходным от абиогенного к биогенному, от восстановительных условий к окислительным. Главными составными частями газовой оболочки Земли стали азот, углекислый газ, оксид углерода, в качестве побочных примесей – метан, кислород. С начала фанерозоя (570 млн лет назад) до середины девонского периода концентрация 0 -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

составляла меньше половины современной, содержание углекислого газа в атмосфере было 10-кратным по отношению к современному.
   Последний этап развития азотно-кислородной атмосферы связан с появлением жизни на Земле и с возникновением механизма фотосинтеза. Содержание биогенного кислорода стало возрастать. В конце девона – карбоне в связи с интенсивными процессами вулканизма и бурным развитием наземной растительности содержание кислорода резко увеличилось, превысив современный уровень. На протяжении позднего палеозоя наблюдается снижение содержания кислорода, достигшее минимума на границе перми и триаса. В начале юрского периода отмечено его резкое увеличение, превысившее современный уровень в 1,5 раза. Такая ситуация существовала до середины мела, когда произошло снижение концентрации кислорода до современного уровня. Параллельно с этим атмосфера почти полностью потеряла двуокись углерода, часть которого вошла в огромные залежи угля и карбонатов.
   Таков путь атмосферы от водородно-гелиевой к современной, главную роль в которой играют азот и кислород, а в качестве примесей присутствуют аргон и углекислый газ.
   Состав. Атмосферный воздух – механическая смесь газов, в которой во взвешенном состоянии содержатся пыль и вода. Чистый и сухой воздух на уровне моря представляет собой смесь нескольких газов, причем соотношение между главными составляющими атмосферу газами – азотом (объемная концентрация 78,08 %) и кислородом (20,95 %) – постоянно. К основным газовым составляющим относят также аргон (0,93 %). Количество остальных газов – углекислого газа, неона, гелия, метана, криптона, ксенона, водорода, йода, угарного газа и оксидов азота – ничтожно мало (менее 0,1 %) (табл. 6).

   Таблица 6
   Газовый состав сухого воздуха (без учета водяного пара) у поверхности Земли(Атмосфера, 1991)

   Помимо основных газов в атмосфере присутствуют так называемые малые газовые составляющие (табл. 7), суммарное содержание которых не превышает 0,04 %. Среди них особо важная роль принадлежит озону, углекислому газу, метану, оксиду углерода, закиси азота.

   Таблица 7
   Некоторые малые газовые составляющие в атмосфере, содержание которых наиболее подвержено антропогенному влиянию (Современные глобальные изменения природной среды, 2006)

   Во взвешенном состоянии в атмосфере также присутствуют мельчайшие твердые и жидкие частицы – аэрозоли. Они являются ядрами конденсации. Без них было бы невозможно образование туманов, облаков, выпадение осадков. С твердыми частицами в атмосфере связаны многие оптические и атмосферные явления. Пути поступления их в атмосферу различны: вулканический пепел, дым при сжигании топлива, пыльца растений, микроорганизмы. В последнее время ядрами конденсации служат промышленные выбросы, продукты радиоактивного распада (табл. 8).
   Кроме того, в атмосфере в ничтожном количестве присутствуют неустойчивые молекулы и атомы (свободные радикалы). Среди них – атомарный кислород (О), гидроксил (ОН), пергидроксил (НO -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

), оксид хлора (ClO) и другие молекулы и частицы.

   Таблица 8
   Основные типы аэрозолей и примерная мощность источников (Современные глобальные изменения природной среды, 2006)

   В высоких слоях атмосферы состав воздуха меняется под воздействием жесткого излучения Солнца, которое приводит к распаду (диссоциации) молекул кислорода на атомы. Атомарный кислород является основным компонентом высоких слоев атмосферы. Наконец, в наиболее удаленных от поверхности Земли слоях атмосферы главными компонентами становятся самые легкие газы – водород и гелий. В верхних слоях атмосферы обнаружено новое соединение – гидроксил (ОН). Наличие этого соединения объясняет образование водяного пара на больших высотах в атмосфере. Поскольку основная масса вещества сосредоточена на расстоянии 20 км от поверхности Земли, то изменения состава воздуха с высотой не оказывают заметного влияния на общий состав атмосферы.
   Важнейшими компонентами атмосферы являются озон и углекислый газ. Озон – трехатомный кислород (O -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

), присутствующий в атмосфере от поверхности Земли до высоты 70 км. В приземных слоях воздуха он образуется в основном под влиянием атмосферного электричества и в процессе окисления органического веществ, а в более высоких слоях атмосферы (стратосфере) – в результате воздействия ультрафиолетовой радиации Солнца на молекулу кислорода. Основная масса озона находится в стратосфере (по этой причине стратосферу довольно часто называют озоносферой). Слой максимальной концентрации озона на высоте 20–25 км получил название озонового экрана. В целом озоновый слой поглощает около 13 % солнечной энергии. Снижение концентрации озона над определенными районами получило название «озоновые дыры».
   Углекислый газ вместе с водяным паром вызывает парниковый эффект атмосферы. Парниковый эффект – нагрев внутренних слоев атмосферы, объясняющийся ее способностью пропускать коротковолновое излучение Солнца и не выпускать длинноволновое излучение Земли. Если бы углекислого газа в атмосфере было в два раза больше, средняя температура Земли достигла бы 18 °C, сейчас она равна 14–15 °C.
   Общая масса газов атмосферы составляет приблизительно 4,5 · 10 -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

т. Таким образом, «вес» атмосферы, приходящийся на единицу площади, или атмосферное давление, составляет на уровне моря примерно 10,3 т/м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

.
   Важной составной частью атмосферы является водяной пар, количество его во влажных экваториальных лесах достигает 4 %, в полярных районах снижается до 0,2 %. Водяной пар поступает в атмосферу вследствие испарения с поверхности почвы и водоемов, а также транспирации влаги растениями. Водяной пар является парниковым газом, вместе с углекислым газом он удерживает большую часть длинноволнового излучения Земли, предохраняя планету от охлаждения.
   Строение. Атмосфера не является идеальным изолятором; она обладает способностью проводить электричество благодаря воздействию ионизаторов – ультрафиолетового излучения Солнца, космических лучей, излучения радиоактивных веществ. Максимальная электрическая проводимость наблюдается на высоте 100–150 км. В результате совокупного действия ионов атмосферы и заряда земной поверхности создается электрическое поле атмосферы. По отношению к земной поверхности атмосфера заряжена положительно. Выделяют нейтросферу – слой с нейтральным составом (до 80 км) и ионосферу – ионизированный слой.
   Слой атмосферы до высоты 100–120 км является однородным по составу и называется гомосферой. Однородность гомосферы достигается в результате быстрого перемешивания газов, выделяющихся с поверхности суши и моря, и движения атмосферного воздуха. Слой атмосферы выше 100–120 км является неоднородным и называется гетеросферой. Верхние слои атмосферы являются разреженными и простираются на большие расстояния от поверхности (1,5–2 тыс. км).
   Различают несколько основных слоев атмосферы в зависимости от распределения температуры с высотой. Нижний, прилегающий к земной поверхности, называется тропосферой (высота 8—10 км у полюсов, 12 км в умеренных широтах и 16–18 км – над экватором). Температура воздуха с высотой постепенно понижается – в среднем на 0,6 °C на каждые 100 м подъема, что заметно проявляется не только в горных районах, но и на возвышенностях Беларуси.
   В тропосфере содержится до 80 % всей массы воздуха, основное количество атмосферных примесей и практически весь водяной пар. Именно в этой части атмосферы на высоте 10–12 км образуются облака, возникают грозы, дожди и другие физические процессы, формирующие погоду и определяющие климатические условия в разных областях нашей планеты. Нижний слой тропосферы, примыкающий непосредственно к земной поверхности, называют приземным слоем.
   Влияние земной поверхности простирается приблизительно до высоты 20 км, а далее нагревание воздуха происходит непосредственно Солнцем. Таким образом, граница ГО, лежащая на высоте 20–25 км, определяется в том числе и тепловым воздействием земной поверхности. На этой высоте исчезают широтные различия в температуре воздуха, и географическая зональность размывается.
   Выше начинается стратосфера, которая простирается до высоты 50–55 км от поверхности океана или суши. Этот слой атмосферы значительно разрежен, количество кислорода и азота уменьшается, а водорода, гелия и других легких газов увеличивается. Образующийся здесь озоновый слой поглощает ультрафиолетовую радиацию и сильно влияет на тепловые условия поверхности Земли и физические процессы в тропосфере. В нижней части стратосферы температура воздуха постоянна, здесь располагается изотермический слой. Начиная с высоты 22 км, температура воздуха повышается, на верхней границе стратосферы она достигает 0 °C (повышение температуры объясняется наличием здесь озона, поглощающего солнечную радиацию). В стратосфере происходят интенсивные горизонтальные перемещения воздуха. Скорость воздушных потоков достигает 300–400 км/ч. В стратосфере содержится менее 20 % воздуха атмосферы.
   На высоте 55–80 км находится мезосфера (в этом слое температура воздуха с высотой уменьшается и вблизи верхней границы падает до —80 °C), между 80—800 км расположена термосфера, в составе которой преобладают гелий и водород (температура воздуха быстро растет с высотой и достигает 1000 °C на высоте 800 км, что объясняется поглощением солнечной радиации, вызывающей увеличение скорости движения молекул). Мезосфера и термосфера вместе образуют мощный слой, называемый ионосферой (область заряженных частиц – ионов и электронов).
   Самая верхняя, сильно разреженная часть атмосферы (от 800 до 1200 км) составляет экзосферу. В ней преобладают газы в атомарном состоянии, температура повышается до 2000 °C вследствие поглощения корпускулярного излучения Солнца.
   Значение для ГО. Атмосфера оказывает благодатное воздействие на климат Земли, предохраняя ее от чрезмерного охлаждения и нагревания. Суточные колебания температуры на нашей планете без атмосферы достигли бы 200 °C: днем +100 °C и выше, ночью —100 °C. В настоящее время средняя температура воздуха у поверхности Земли равна +14 °C. Атмосфера не пропускает к Земле метеоры и жесткое излучение. Без атмосферы не было бы звука, полярных сияний облаков и осадков.

5.2. Климатообразующие процессы в атмосфере

К климатообразующим процессам относятся теплооборот, циркуляция атмосферы и влагооборот.

5.2.1. Тепловые процессы в атмосфере

   Теплооборот обеспечивает тепловой режим атмосферы и зависит от радиационного баланса, т. е. притоков теплоты, приходящих на земную поверхность (в форме лучистой энергии) и уходящих от нее (лучистая энергия, поглощенная Землей, преобразуется в тепловую).
   Солнечная радиация – поток электромагнитного излучения, поступающий от Солнца. Энергетическую освещенность солнечной радиации, падающей на верхней границе атмосферы на единицу площади, перпендикулярной к солнечным лучам, при среднем расстоянии Земли от Солнца называют солнечной постоянной. Смысл слова «постоянная» в том, что эта величина относится к радиации, на которую атмосфера еще не повлияла. Таким образом, солнечная постоянная зависит только от излучательной способности Солнца и от расстояния Земли до Солнца. Значение солнечной постоянной составляет 1367 Втм -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, при этом среднее расстояние Земли от Солнца принято равным 149,6 млн км.
   Количество солнечной радиации, получаемое Землей, зависит:
   ✓ от расстояния между Землей и Солнцем: ближе всего к Солнцу Земля в начале января, дальше всего – в начале июля; разница между двумя этими расстояниями – 5 млн км, вследствие чего Земля в первом случае получает на 3,4 % больше, а во втором – на 3,5 % меньше радиации, чем при среднем расстоянии от Земли до Солнца в начале апреля и в начале октября;
   ✓ от угла падения солнечных лучей на земную поверхность, зависящего, в свою очередь, от географической широты, высоты Солнца над горизонтом (меняющейся в течение суток и по временам года), характера рельефа земной поверхности;
   ✓ от преобразования лучистой энергии в атмосфере (рассеяние, поглощение, отражение обратно в мировое пространство) и на поверхности Земли (среднее альбедо Земли – 43 %).
   На верхнюю границу атмосферы солнечная радиация приходит в виде прямой радиации. Около 30 % падающей на Землю прямой солнечной радиации отражается назад в космическое пространство. Остальные 70 % поступают в атмосферу Проходя сквозь атмосферу, солнечная радиация частично поглощается, рассеивается атмосферными газами и аэрозолями. В атмосфере поглощается около 28 % прямой солнечной радиации. Озон, кислород, азот поглощают в основном коротковолновые ультрафиолетовые лучи, а водяной пар и углекислый газ – длинноволновую ифракрасную радиацию. Та часть радиации, которая поступает к земной поверхности от всего небесного свода, называется рассеянной радиацией. Атмосфера рассеивает 26 % радиации. Сущность рассеяния заключается в том, что частица, поглощая электромагнитные волны, сама становится источником излучения света и излучает те же волны, которые на нее падают. Молекулы воздуха очень малы, по размерам сопоставимы с длиной волн голубой части спектра. В чистом воздухе преобладает молекулярное рассеяние, следовательно, цвет неба – голубой, тогда как при запыленном воздухе цвет неба становится белесым. Цвет неба зависит и от содержания примесей в атмосфере: при большом содержании водяного пара, рассеивающего красные лучи, небо приобретает красноватый оттенок. С рассеянной радиацией связаны явления сумерек, белых ночей, так как после захода Солнца за горизонт верхние слои атмосферы еще продолжают освещаться.
   В результате поглощения и рассеяния радиации в атмосфере прямая радиация, дошедшая до земной поверхности, отличается от той, которая пришла на границу атмосферы. Следовательно, к земной поверхности в виде потока лучей подходит около 31 % всей солнечной радиации, поступившей на верхнюю границу атмосферы, она называется прямой радиацией. Сумма прямой и рассеянной радиации составляет суммарную радиацию. Соотношение между прямой и рассеянной радиацией меняется в зависимости от облачности, запыленности атмосферы и высоты Солнца. Распределение суммарной солнечной радиации по земной поверхности зонально. Наибольшая суммарная солнечная радиация (840–920 кДж/см -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

в год) наблюдается в тропических широтах северного полушария, что объясняется небольшой облачностью и большой прозрачностью воздуха. На экваторе суммарная радиация снижается до 580–670 кДж/см -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

в год из-за большой облачности и уменьшения прозрачности вследствие высокой влажности. В умеренных широтах суммарная радиация составляет 330–500 кДж/см -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

в год, в полярных широтах – 250 кДж/см -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

в год, причем в Антарктиде из-за большой высоты материка и низкой влажности воздуха она немного больше.
   Суммарная солнечная радиация, поступившая на земную поверхность, частично отражается обратно. Отношение отраженной радиации к суммарной, выраженное в процентах, называется альбедо. Альбедо характеризует отражательную способность поверхности и зависит от ее цвета, влажности и других свойств. Наибольшей отражательной способностью обладает свежевыпавший снег – до 90 %; альбедо песков – 30–35 %, травы – 20, лиственного леса – 16–27, хвойного – 6—19 %; сухой чернозем имеет альбедо 14 %, влажный – 8 %. Альбедо Земли как планеты принимают равным 35 %.
   Поглощая радиацию, Земля сама становится источником излучения. Тепловое излучение Земли – земная радиация — является длинноволновым. Длина волны зависит от температуры: чем выше температура излучающего тела, тем короче длина волны испускаемых им лучей. Излучение земной поверхности нагревает атмосферу, и она сама начинает излучать радиацию в мировое пространство (встречное излучение атмосферы) и к земной поверхности. Встречное излучение атмосферы тоже длинноволновое. В атмосфере встречаются два потока длинноволновой радиации – излучение поверхности (земная радиация) и излучение атмосферы. Разность между ними, определяющая фактическую потерю теплоты земной поверхностью, называется эффективным излучением. Оно направлено в космос, так как земное излучение больше. Эффективное излучение зависит от нагрева поверхности, поэтому днем и летом оно больше. Оказывает влияние и влажность воздуха: чем больше в воздухе водяных паров или капелек воды, тем излучение меньше, поэтому зимой в пасмурную погоду всегда теплее, чем в ясную. В целом для Земли эффективное излучение равно 190 кДж/см -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

в год (наибольшее в тропических пустынях – 380, наименьшее в полярных широтах – 85 кДж/см -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

в год).
   Земля одновременно получает радиацию и отдает ее. Разность между получаемой и расходуемой радиацией называется радиационным балансом или остаточной радиацией. Приход радиационного баланса поверхности (R -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

) составляет суммарная радиация (Q) и встречное излучение атмосферы. Расход – отраженная радиация (R -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

) и земное излучение. Разность между земным излучением и встречным излучением атмосферы – эффективное излучение (Е -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

) имеет знак минус и является частью расхода в радиационном балансе:

   R -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

= Q – E -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

– R -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

.

   Радиационный баланс распределяется зонально: уменьшается от экватора к полюсам. Наибольший радиационный баланс свойственен экваториальным широтам и составляет 330–420 кДж/см -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

в год, в тропических широтах он снижается до 250–290 кДж/см -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

в год (объясняется возрастанием эффективного излучения), в умеренных широтах радиационный баланс уменьшается до 210—85 кДж/см -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

в год, в полярных широтах его значение приближается к нулю. Общая особенность радиационного баланса в том, что над океанами на всех широтах радиационный баланс выше на 40–85 кДж/см -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, так как альбедо воды и эффективное излучение океана меньше.

   Приходную часть радиационного баланса атмосферы (R -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

) составляют эффективное излучение (Е -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

) и поглощенная солнечная радиация (R -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

), расходная часть определяется атмосферной радиацией, уходящей в космос (Е -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

):

   – R -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

= Е -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

– Е -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

+ R -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

.

   Радиационный баланс атмосферы отрицательный, а поверхности – положительный. Суммарный радиационный баланс атмосферы и земной поверхности равен нулю, т. е. Земля находится в состоянии лучистого равновесия.
   Тепловой баланс — алгебраическая сумма потоков теплоты, приходящих на земную поверхность в виде радиационного баланса и уходящих от нее. Он складывается из теплового баланса поверхности и атмосферы. В приходной части теплового баланса земной поверхности стоит радиационный баланс, в расходной – затраты теплоты на испарение, нагрев атмосферы от Земли, нагрев почв. Расходуется теплота также на фотосинтез, почвообразование, но эти затраты не превышают 1 %. Следует отметить, что над океанами больше затраты теплоты на испарение, в тропических широтах – на нагрев атмосферы.
   В тепловом балансе атмосферы приходную часть составляет теплота, выделившаяся при конденсации водяных паров и переданная от поверхности в атмосферу; расход складывается из отрицательного радиационного баланса. Тепловой баланс земной поверхности и атмосферы равен нулю, т. е. Земля находится в состоянии теплового равновесия.
   Тепловой режим земной поверхности. Непосредственно солнечными лучами нагревается земная поверхность, а уже от нее – атмосфера. Поверхность, получающая и отдающая теплоту, называется деятельной поверхностью. В температурном режиме поверхности выделяется суточный и годовой ход температур.
   Суточный ход температур поверхности — изменение температуры поверхности в течение суток. Суточный ход температур поверхности суши (сухой и лишенной растительности) характеризуется одним максимумом около 13 ч и одним минимумом – перед восходом Солнца. Дневные максимумы температуры поверхности суши могут достигать 80 °C в субтропиках и около 60 °C в умеренных широтах.
   Разница между максимальной и минимальной суточной температурой поверхности называется суточной амплитудой температуры. Суточная амплитуда температуры может летом достигать 40 °C, зимой она наименьшая – до 10 °C.
   Годовой ход температуры поверхности — изменение среднемесячной температуры поверхности в течение года, которое обусловлено ходом солнечной радиации и зависит от широты места. В умеренных широтах максимум температур поверхности суши наблюдается в июле, минимум – в январе; на океане максимумы и минимумы запаздывают на месяц.
   Годовая амплитуда температур поверхности равна разнице между максимальными и минимальными среднемесячными температурами; возрастает с увеличением широты места, что объясняется возрастанием колебаний величины солнечной радиации. Наибольших значений годовая амплитуда температур достигает на континентах; на океанах и морских берегах она значительно меньше. Самая маленькая годовая амплитуда температур отмечается в экваториальных широтах (2–3 °C), самая большая – в субарктических широтах на материках (более 60 °C).
   Тепловой режим атмосферы. Атмосферный воздух незначительно нагревается непосредственно солнечными лучами, так как воздушная оболочка свободно пропускает солнечные лучи. Атмосфера нагревается от подстилающей поверхности. Теплота в атмосферу передается конвекцией, адвекцией и конденсацией водяного пара.
   В результате тепловой конвекции идет прогревание высоких слоев воздуха. Слои воздуха, нагреваясь от почвы, становятся более легкими и поднимаются вверх, а более холодный, следовательно, более тяжелый воздух опускается вниз.
   Адвекция — горизонтальный перенос воздуха, теплота передается от низких широт к высоким; в зимний сезон тепло передается от океанов к материкам.
   Конденсация водяного пара — важный процесс, осуществляющий передачу теплоты высоким слоям атмосферы: при испарении теплота забирается от испаряющей поверхности, при конденсации в атмосфере эта теплота выделяется.
   С высотой температура убывает. Изменение температуры воздуха на единицу расстояния называется вертикальным температурным градиентом. В среднем он равен 0,6 °C на 100 м. Вместе с тем ход этого убывания в разных слоях тропосферы разный: 0,3–0,4 °C до высоты 1,5 км; 0,5–0,6 °C – между высотами 1,5–6 км; 0,65—0,75 °C – от 6 до 9 км и 0,5–0,2 °C – от 9 до 12 км. В приземном слое (толщиной 2 м) градиенты при пересчете на 100 м исчисляются сотнями градусов.
   В поднимающемся воздухе температура изменяется адиабатически. Адиабатический процесс — процесс изменения температуры воздуха при его вертикальном движении без теплообмена с окружающей средой (в одной массе, без обмена теплом с другими средами).
   В описанном распределении температуры по вертикали нередко наблюдаются исключения. Бывает, что верхние слои воздуха теплее нижних, прилегающих к земле. Явление это называется температурной инверсией (увеличение температуры с высотой). Чаще всего инверсия является следствием сильного охлаждения приземного слоя воздуха, вызванного сильным охлаждением земной поверхности в ясные тихие ночи, преимущественно зимой. При пересеченном рельефе холодные массы воздуха медленно стекают вдоль склонов и застаиваются в котловинах, впадинах и т. п. Инверсии могут образовываться и при движении воздушных масс из теплых областей в холодные, так как при натекании подогретого воздуха на холодную подстилающую поверхность его нижние слои заметно охлаждаются (инверсия сжатия).
   Суточным ходом температуры воздуха называется изменение температуры воздуха в течение суток. В общем он отражает ход температуры земной поверхности, но моменты наступления максимумов и минимумов несколько запаздывают: максимум наступает в 14 ч, минимум – после восхода солнца.
   Суточная амплитуда температуры воздуха – разница между максимальной и минимальной температурой воздуха в течение суток. Она выше на суше, чем над океаном, уменьшается при движении в высокие широты и возрастает в местах с оголенной почвой. Наибольшая амплитуда в тропических пустынях – до 40 °C. Суточная амплитуда температуры воздуха – один из показателей континентальное™ климата. В пустынях она намного больше, чем в районах с морским климатом.
   Годовой ход температуры воздуха (изменение среднемесячной температуры в течение года) определяется, прежде всего, широтой места.
   Годовая амплитуда температуры воздуха – разница между максимальной и минимальной среднемесячной температурой.
   Географическое распределение температуры воздуха показывают с помощью изотерм – линий, соединяющих на карте точки с одинаковыми температурами. Распределение температуры воздуха зонально, годовые изотермы в целом имеют субширотное простирание и соответствуют годовому распределению радиационного баланса (рис. 22, 23).
   В среднем за год самой теплой параллелью является 10° с.ш. с температурой +27 °C – это термический экватор. Летом термический экватор смещается до 20° с.ш., зимой – приближается к экватору на 5° с.ш.
   Смещение термического экватора в СП объясняется тем, что по сравнению с ЮП здесь площадь суши, расположенная в низких широтах, больше, а она в течение года имеет более высокие температуры.
   Тепло по земной поверхности распределено зонально-регионально. Помимо географической широты на распределение температур на Земле влияют характер распределения суши и моря, рельеф, высота местности над уровнем моря, морские и воздушные течения.

Рис. 22. Распределение средней температуры воздуха в июле

   Рис. 23. Распределение средней температуры воздуха в январе

   Широтное распределение годовых изотерм нарушают теплые и холодные течения. В умеренных широтах СП западные берега, омываемые теплыми течениями, теплее восточных берегов, вдоль которых проходят холодные течения. Следовательно, изотермы у западных берегов изгибаются к полюсу, у восточных – к экватору.
   Средняя годовая температура СП +15,2 °C, а ЮП +13,2 °C. Минимальная температура в СП достигала —77 °C (Оймякон) (абсолютный минимум СП) и —68 °C (Верхоянск). В ЮП минимальные температуры гораздо ниже: на станциях «Советская» и «Восток» была отмечена температура —89,2 °C (абсолютный минимум ЮП). Минимальная температура в безоблачную погоду в Антарктиде может опускаться до —93 °C. Самые высокие температуры наблюдаются в пустынях тропического пояса: в Триполи +58 °C, в Калифорнии в Долине Смерти отмечена температура +56,7 °C.
   О том, насколько материки и океаны влияют на распределение температур, дают представление карты изаномал.
   Изаномалы – линии, соединяющие точки с одинаковыми отклонениями того или иного метеорологического элемента от среднего его значения, в данном случае – аномалиями температур. Аномалии представляют собой отклонения фактических температур от среднеширотных и бывают положительные и отрицательные. Положительные аномалии наблюдаются летом над подогретыми материками. Над Азией температуры выше среднеширотных на 4 °C. Зимой положительные аномалии располагаются над теплыми течениями (над теплым Северо-Атлантическим течением у берегов Скандинавии температура выше нормы на 28 °C). Отрицательные аномалии ярко выражены зимой над охлажденными материками и летом – над холодными течениями. Например, в Оймяконе зимой температура на 22 °C ниже нормы.
   На Земле выделяют следующие тепловые пояса (за границы тепловых поясов приняты изотермы):
   ✓ жаркий, который ограничен в каждом полушарии годовой изотермой +20 °C, проходит вблизи 30° с.ш. и ю.ш.;
   ✓ два умеренных пояса, которые в каждом полушарии лежат между годовой изотермой +20 и +10 °C самого теплого месяца (соответственно июля или января);
   ✓ два холодных пояса, граница проходит по изотерме 0 °C самого теплого месяца; иногда выделяют области вечного мороза, которые располагаются вокруг полюсов (Шубаев, 1977).
   Таким образом, характеризуя тепловые процессы в атмосфере, важно учитывать следующие положения:
   1. Единственным источником энергии, имеющим практическое значение для хода экзогенных процессов в ГО, является Солнце. Тепло от Солнца поступает в мировое пространство в форме лучистой энергии, которая затем, поглощенная Землей, превращается в энергию тепловую.
   2. Солнечный луч на своем пути подвергается многочисленным воздействиям (рассеяние, поглощение, отражение) со стороны различных элементов пронизываемой им среды и тех поверхностей, на которые он падает.
   3. На распределение солнечной радиации влияют расстояние между Землей и Солнцем, угол падения солнечных лучей, форма Земли (предопределяет убывание интенсивности радиации от экватора к полюсам). В этом основная причина выделения тепловых поясов и, следовательно, причина существования климатических зон.
   4. Влияние широты местности на распределение тепла корректируется рядом факторов: рельеф, распределение суши и моря, влияние холодных и теплых морских течений, циркуляция атмосферы.
   5. Распределение солнечной теплоты осложняется еще и тем, что на закономерности горизонтального (вдоль земной поверхности) распределения радиации и тепла накладываются закономерности и особенности вертикального распределения.

5.2.2. Общая циркуляция атмосферы

   В атмосфере формируются воздушные потоки разного масштаба. Они могут охватывать весь земной шар, а по высоте – тропосферу и нижнюю стратосферу или воздействовать только на ограниченный участок территории. Воздушные потоки обеспечивают перераспределение тепла и влаги между низкими и высокими широтами, заносят влагу вглубь континента. По площади распространения выделяют ветры общей циркуляции атмосферы (ОЦА), ветры циклонов и антициклонов, местные ветры. Главной причиной образования ветров является неравномерное распределение давления по поверхности планеты.
   Давление. Нормальное атмосферное давление — вес атмосферного столба сечением 1 см -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

на уровне океана при О °С на 45° широты. Оно уравновешивается столбиком ртути в 760 мм. Нормальное атмосферное давление равно 760 мм рт. ст., или 1013,25 мбар. Давление в СИ измеряется в паскалях (Па): 1 мбар = 100 Па. Нормальное атмосферное давление равно 1013,25 гПа. Самое низкое давление, которое наблюдалось на Земле (на уровне моря), – 914 гПа (686 мм); самое высокое – 1067,1 гПа (801 мм).
   Давление с высотой понижается, так как мощность вышележащего слоя атмосферы уменьшается. Расстояние в метрах, на которое надо подняться или опуститься, чтобы атмосферное давление изменилось на 1 гПа, называется барической ступенью. На высоте от 0 до 1 км она составляет 10,5 м, от 1 до 2 км – 11,9, 2–3 км – 13,5 м. Барическая ступень зависит от температуры: с повышением температуры она увеличивается на 0,4 %. В теплом воздухе барическая ступень больше, следовательно, теплые области атмосферы в высоких слоях имеют большее давление, чем холодные. Величина, обратная барической ступени, называется вертикальным барическим градиентом — это изменение давления на единицу расстояния (за единицу расстояния принимается 100 м).
   Давление изменяется в результате перемещения воздуха – его оттока из одного места и притока в другое. Движение воздуха обусловлено изменением плотности воздуха (г/см -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

), возникающим в результате неравномерного нагрева подстилающей поверхности. Над одинаково нагретой поверхностью с высотой давление равномерно понижается, и изобарические поверхности (поверхности, проведенные через точки с одинаковым давлением) располагаются параллельно друг другу и подстилающей поверхности. В области повышенного давления изобарические поверхности обращены выпуклостью вверх, в области пониженного – вниз. На земной поверхности давление показывается с помощью изобар — линий, соединяющих точки с одинаковым давлением. Распределение атмосферного давления на уровне океана, изображенное с помощью изобар, носит наименование барического рельефа.
   Давление атмосферы на земную поверхность, его распределение в пространстве и изменение во времени называется барическим полем. Области высокого и низкого давления, на которые расчленено барическое поле, называются барическими системами.
   К замкнутым барическим системам относятся барические максимумы (система замкнутых изобар с повышенным давлением в центре) и минимумы (система замкнутых изобар с пониженным давлением в центре), к незамкнутым – барические гребень (полоса повышенного давления от барического максимума внутри поля пониженного давления), ложбина (полоса пониженного давления от барического минимума внутри поля повышенного давления) и седловина (незамкнутая система изобар между двумя барическими максимумами и двумя минимумами). В литературе встречается понятие «барическая депрессия» – пояс пониженного давления, внутри которого могут быть замкнутые барические минимумы.
   Давление по земной поверхности распределено зонально. На экваторе в течение года располагается пояс пониженного давления – экваториальная депрессия (менее 1015 гПа). В июле она перемещается в северное полушарие на 15–20° с.ш., в декабре – в южное, на 5°ю.ш. В тропических широтах (между 35 и 20° обоих полушарий) давление в течение года повышенное – тропические (субтропические) барические максимумы (более 1020 гПа). Зимой над океанами и над сушей возникает сплошной пояс повышенного давления (Азорский и Гавайский —
   СП; Южно-Атлантический, Южно-Тихоокеанский и Южно-Индийский – ЮП). Летом повышенное давление сохраняется только над океанами, над сушей давление уменьшается, возникают термические депрессии (Ирано-Тарский минимум – 994 гПа). В умеренных широтах СП летом формируется сплошной пояс пониженного давления, однако барическое поле диссимметрично: в ЮП в умеренных и субполярных широтах над водной поверхностью весь год существует полоса пониженного давления (Приантарктический минимум – до 984 гПа); в СП в связи с чередованием материковых и океанических секторов барические минимумы выражены только над океанами (Исландский и Алеутский – давление в январе 998 гПа), зимой над материками из-за сильного охлаждения поверхности возникают барические максимумы. В полярных широтах, над ледяными щитами Антарктиды и Гренландии давление в течение года повышенное – 1000 гПа (низкие температуры – воздух холодный и тяжелый) (рис. 24, 25).
   Устойчивые области повышенного и пониженного давления, на которые распадается барическое поле у поверхности Земли, называют центрами действия атмосферы. Существуют территории, над которыми в течение года давление сохраняется постоянным (преобладают барические системы одного типа, либо максимумы, либо минимумы), здесь формируются постоянные центры действия атмосферы.
   ✓ экваториальная депрессия;
   ✓ Алеутский минимум (умеренные широты СП);
   ✓ Исландский минимум (умеренные широты СП);
   ✓ зона пониженного давления умеренных широт ЮП (Приантарктический пояс пониженного давления);
   ✓ субтропические зоны высокого давления СП: Азорский максимум (Северо-Атлантический максимум); Гавайский максимум (Северо-Тихоокеанский максимум);
   ✓ субтропические зоны высокого давления ЮП: Южно-Тихоокеанский максимум (юго-запад Южной Америки); Южно-Атлантиче-ский максимум (антициклон острова Св. Елены); Южно-Индийский максимум (антициклон острова Маврикий);
   ✓ Антарктический максимум;
   ✓ Гренландский максимум.
   Сезонные барические системы образуются в том случае, если давление по сезонам изменяет знак на обратный: на месте барического максимума возникает барический минимум, и наоборот. К сезонным барическим системам относятся:
   ✓ в СП:
   – летний Южно-Азиатский минимум с центром около 30° с.ш. (997 гПа);
   – зимний Азиатский максимум с центром над Монголией (1036 гПа);

   – летний Мексиканский минимум (Северо-Американская депрессия) – 1012 гПа;
   – зимний Северо-Американский и Канадский максимумы (1020 гПа);
   ✓ в ЮП: летние (январские) депрессии над Австралией, Южной Америкой и Южной Африкой уступают место зимой австралийскому, южноамериканскому и южноафриканскому антициклонам.

Рис. 24. Распределение среднего атмосферного давления на уровне моря и преобладающих ветров в июле

    Рис. 25. Распределение среднего атмосферного давления на уровне моря и преобладающих ветров в январе

   Ветер. Горизонтальный барический градиент. Движение воздуха в горизонтальном направлении называется ветром. Ветер возникает из-за неравномерного распределения давления, т. е. благодаря существованию горизонтальных разностей давления. При неравномерном распределении атмосферного давления воздух стремится перемещаться из мест с более высоким давлением в места с более низким давлением.
   Ветер характеризуется скоростью, силой и направлением. Скорость ветра – расстояние, которое проходит воздух за единицу времени (м/с, км/ч). Сила ветра – давление, оказываемое воздухом на площадку в 1 м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, расположенную перпендикулярно движению. Сила ветра определяется в килограммах на квадратный метр (кг/м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

) или в баллах по шкале Бофорта (0 баллов – штиль, 12 – ураган).
   Скорость ветра определяется горизонтальным барическим градиентом — изменением давления (падение давления на 1 гПа) на единицу расстояния (100 км) в сторону уменьшения давления и перпендикулярно изобарам. Кроме барометрического градиента на ветер действуют вращение Земли (сила Кориолиса), центробежная сила и трение.
   Сила Кориолиса отклоняет ветер вправо (в ЮП влево) от направления градиента. Центробежная сила действует на ветер в замкнутых барических системах – циклонах и антициклонах. Она направлена по радиусу кривизны траектории в сторону ее выпуклости. Сила трения воздуха о земную поверхность всегда уменьшает скорость ветра. Трение сказывается в нижнем, 1000-метровом слое, называемом слоем трения. Движение воздуха при отсутствии силы трения называется градиентным ветром. Наглядное представление о повторяемости ветров определенных направлений дает диаграмма «роза ветров».
   В соответствии с барическим рельефом существуют следующие зоны ветров:
   ✓ приэкваториальный пояс штилей (ветры сравнительно редки, так как господствуют восходящие движения сильно нагретого воздуха);
   ✓ зоны пассатов северного и южного полушарий;
   ✓ области затишья в антициклонах субтропического пояса высокого давления (причина – господство нисходящих движений воздуха);
   ✓ зоны преобладания западных ветров в средних широтах обоих полушарий;
   ✓ зоны преобладания ветров с восточной составляющей в около-полярных пространствах, где ветры дуют от полюсов в сторону барических депрессий средних широт.
   Ветры обшей циркуляции атмосферы. Общая циркуляция атмосферы (ОЦА) – система воздушных потоков планетарного масштаба, охватывающая весь земной шар, тропосферу и нижнюю стратосферу В циркуляции атмосферы выделяют зональные и меридиональные переносы.
   К зональным переносам, развивающимся в основном в субширотном направлении, относятся:
   ✓ западный перенос, господствующий на всей планете в верхней тропосфере и нижней стратосфере;
   ✓ восточные ветры тропических и экваториальных широт; западные ветры умеренных широт; восточные ветры в нижней тропосфере, в полярных широтах (рис. 26).
   ОЦА складывается под влиянием неравномерного распределения солнечной радиации, действия силы Кориолиса и неоднородности подстилающей поверхности.
   При поступлении солнечной радиации на однородную невращающуюся Землю в верхней части тропосферы возникло бы движение воздуха от экватора к полюсу, у подстилающей поверхности – от полюса к экватору.

   Рис. 26. Схема общей циркуляции атмосферы. Зональное распределение атмосферного давления и ветров у однородной земной поверхности (по Л.П. Шубаеву)

   В самом деле, воздух на экваторе в приземном слое атмосферы сильно прогревается. Теплый и влажный воздух поднимается вверх, объем его возрастает, и в верхней тропосфере возникает высокое давление. У полюсов из-за сильного охлаждения приземных слоев атмосферы воздух сжимается, объем его уменьшается и наверху давление падает. Следовательно, в верхних слоях тропосферы возникает переток воздуха от экватора к полюсам. Благодаря этому масса воздуха у экватора, а значит, и давление у подстилающей поверхности уменьшаются, а на полюсах возрастают. В приземном слое начинается движение от полюсов к экватору. Вывод: солнечная радиация формирует меридиональную составляющую ОЦА.
   На однородной вращающейся Земле действует также и сила Кориолиса. Наверху сила Кориолиса отклоняет поток в СП вправо от направления движения, т. е. с запада на восток. В ЮП движение воздуха отклоняется влево, т. е. опять с запада на восток. Поэтому вверху (в верхней тропосфере и нижней стратосфере, в интервале высот от 10 до 20 км, давление уменьшается от экватора к полюсам) отмечен западный перенос, характерный для всей Земли в целом. В общем, движение воздуха происходит вокруг полюсов. Следовательно, сила Кориолиса формирует зональный перенос ОЦА.
   Внизу у подстилающей поверхности движение более сложное, влияние оказывает неоднородная подстилающая поверхность, т. е. расчленение ее на материки и океаны. Создается сложная картина основных воздушных потоков. От субтропических поясов высокого давления воздушные потоки оттекают к экваториальной депрессии и в умеренные широты. В первом случае возникают восточные ветры тропических и экваториальных широт. Над океанами благодаря постоянным барическим максимумам ветры экваториальных периферий субтропических максимумов, постоянно дующие только над океанами, – пассаты существуют круглый год; над сушей прослеживаются не всюду и не всегда (перерывы вызываются ослаблением субтропических антициклонов из-за сильного прогрева и перемещения в эти широты экваториальной депрессии). В СП пассаты имеют северо-восточное направление, в ЮП – юго-восточное. Пассаты обоих полушарий сходятся вблизи экватора. В области их сходимости (внутритропическая зона конвергенции) возникают сильные восходящие токи воздуха, образуются кучевые облака и выпадают ливневые осадки.
   Ветровой поток, идущий в умеренные широты от тропического пояса повышенного давления, формирует западные ветры умеренных широт. Они усиливаются в зимнее время, так как над океаном в умеренных широтах разрастаются барические минимумы, увеличивается барический градиент между барическими минимумами над океанами и барическими максимумами над сушей, следовательно, увеличивается и сила ветров. В СП направление ветров юго-западное, в ЮП – северо-западное. Иногда эти ветры называют антипассатами, но генетически они с пассатами не связаны, а являются частью общепланетарного западного переноса.
   Восточный перенос полярных широт представлен преобладающими северо-восточными ветрами в СП и юго-восточными в ЮП. Воздух перемещается от полярных областей повышенного давления в сторону пояса пониженного давления умеренных широт. Восточный перенос представлен также пассатами тропических широт. Вблизи экватора восточный перенос охватывает почти всю тропосферу, и западного переноса здесь нет.
   Анализ по широтам основных частей ОЦА позволяет выделить три зональных незамкнутых звена:
   ✓ полярное: в нижней тропосфере дуют восточные ветры, выше – западный перенос;
   ✓ умеренное звено: в нижней и верхней тропосфере – ветры западных направлений;
   ✓ тропическое звено: в нижней тропосфере – восточные ветры, выше – западный перенос.
   Тропическое звено циркуляции получило название ячейки Гадлея (автор наиболее ранней схемы ОЦА, 1735 г.), умеренное звено – ячейки Ферреля (американский метеоролог). В настоящее время существование ячеек подвергается сомнению (С.П. Хромов, Б. Л. Дзердиевский), однако в литературе упоминание о них сохраняется.
   Струйные течения – это ветры ураганной силы, дующие над фронтальными зонами в верхней тропосфере и нижней стратосфере. Особенно ярко они выражены над полярными фронтами, скорость ветра достигает 300–400 км/ч из-за больших градиентов давления и разреженности атмосферы.
   К меридиональным переносам относятся муссоны тропических и экваториальных широт и внетропических широт. Меридиональные переносы осложняют систему ОЦА и обеспечивают междуширотный обмен теплотой и влагой. Главными меридиональными переносами являются муссоны — сезонные ветры, меняющие летом и зимой направление на противоположное (рис. 27). Выделяют муссоны тропические и внетропические.
   Тропические муссоны возникают по причине термических различий между летним и зимним полушариями, распределение суши и моря только усиливает, осложняет или стабилизирует это явление. В январе в СП располагается почти непрерывная цепь антициклонов: над океанами – постоянных субтропических, над материками – сезонных.

   Рис. 27. Распределение муссонных областей по земному шару (Метеорология и климатология, 2006):заштрихованы области с углом между преобладающими направлениями ветра в январе и июле от 120 до 180 (1 — больше 60 %, 2 — 40–60, 3 — менее40 %)

   В то же время в ЮП лежит сдвинутая туда экваториальная депрессия. В результате образуется перенос воздуха из СП в ЮП. В июле при обратном соотношении барических систем происходит перенос воздуха через экватор из ЮП в СП. Таким образом, тропические муссоны – это не что иное, как пассаты, которые в некоторой, близкой к экватору полосе приобретают иное свойство – сезонную смену генерального направления. С помощью тропических муссонов осуществляется обмен воздуха между полушариями, а не между сушей и морем, тем более что в тропиках термический контраст между сушей и морем вообще невелик. Вся область распространения тропических муссонов лежит между 20° с.ш. и 15° ю.ш. (тропическая Африка к северу от экватора, восточная Африка к югу от экватора; южная Аравия; Индийский океан до Мадагаскара на западе и до северной Австралии на востоке; Индостан, Индокитай, Индонезия (без Суматры), Восточный Китай; в Южной Америке – Колумбия). Например, муссонное течение, зарождающееся в антициклоне над северной Австралией и идущее в Азию, направляется, в сущности, с одного материка на другой; океан в данном случае служит лишь промежуточной территорией. Муссоны в Африке есть обмен воздуха между сушей одного и того же материка, лежащей в разных полушариях, а над частью Тихого океана муссон дует с океанической поверхности одного полушария на океаническую поверхность другого.
   В образовании внетропических муссонов ведущую роль играет термический контраст между сушей и морем. Здесь муссоны возникают между сезонными антициклонами и депрессиями, одни из которых лежат на материке, другие – на океане. Так, зимние муссоны на Дальнем востоке есть следствие взаимодействия антициклона над Азией (с центром в Монголии) и постоянной Алеутской депрессии; летние – следствие антициклона над северной частью Тихого океана и депрессии над внетропической частью Азиатского материка. Внетропические муссоны лучше всего выражены на Дальнем Востоке (включая Камчатку), в Охотском море, в Японии, на Аляске и побережье Северного Ледовитого океана.
   Одно из главных условий проявления муссонной циркуляции – отсутствие циклонической деятельности (над Европой и Северной Америкой муссонная циркуляция отсутствует вследствие интенсивности циклонической деятельности, она «смывается» западным переносом).
   Ветры талонов и антициклонов. В атмосфере при встрече двух воздушных масс с разными характеристиками постоянно возникают крупные атмосферные вихри – циклоны и антициклоны. Вихри плоские, так как их горизонтальные размеры – тысячи квадратных километров, а вертикальные – 15–20 км. Они сильно усложняют схему ОЦА.
   Циклон — плоский восходящий атмосферный вихрь, проявляющийся у земной поверхности областью пониженного давления, с системой ветров от периферии к центру против часовой стрелки в СП и по часовой – в ЮП.
   В центре циклона наблюдаются восходящие токи воздуха.
   Выделяют циклоны фронтальные, центральные, тропические, а также термические депрессии.
   Фронтальные циклоны образуются на Арктическом и Полярном фронтах: на Арктическом фронте Северной Атлантики (около восточных берегов Северной Америки и у Исландии), на Арктическом фронте в северной части Тихого океана (около восточных берегов Азии и у Алеутских островов). Циклоны обычно существуют несколько суток, двигаясь с запада на восток со скоростью около 20–30 км/ч. На фронте возникает серия циклонов, в серии по 3–4 циклона. Каждый следующий циклон находится на более молодой стадии развития и двигается быстрее. Циклоны нагоняют друг друга, смыкаются, образуя центральные циклоны. Благодаря малоподвижным центральным циклонам поддерживается область пониженного давления над океанами и в умеренных широтах.
   Циклоны, зародившиеся на севере Атлантического океана, движутся в Западную Европу. Наиболее часто они проходят через Великобританию, Балтийское море, Санкт-Петербург и далее на Урал и в Западную Сибирь или по Скандинавии, Кольскому полуострову и далее или к Шпицбергену, или по северной окраине Азии.
   Северотихоокеанские циклоны идут в Северо-Западную Америку, а также Северо-Восточную Азию.
   Тропические циклоны образуются на тропических фронтах чаще всего между 5 и 20° с.ш. и ю.ш. Возникают они над океанами в конце лета и осенью, когда вода нагрета до температуры 27–28 °C. Мощный подъем теплого и влажного воздуха приводит к выделению огромного количества теплоты при конденсации, что определяет кинетическую энергию циклона и низкое давление в центре. Циклоны двигаются с востока на запад по экваториальной периферии постоянных барических максимумов на океанах. Если тропический циклон достигает умеренных широт, он расширяется, теряет энергию и уже как внетропический циклон начинает двигаться с запада на восток. Скорость движения самого циклона небольшая (20–30 км/ч), но ветры в нем могут иметь скорость до 100 м/с (рис. 28).

   Рис. 28. Распространение тропических циклонов

   Основные районы возникновения тропических циклонов – восточное побережье Азии, северное побережье Австралии, Аравийское море, Бенгальский залив, Карибское море и Мексиканский залив. В среднем за год бывает около 70 тропических циклонов со скоростью ветра более 20 м/с. В Тихом океане тропические циклоны называются тайфунами, в Атлантическом – ураганами, у берегов Австралии – вилли-вилли.
   Термические депрессии возникают на суше из-за сильного перегрева участка поверхности, поднятия и растекания воздуха над ним. В результате у подстилающей поверхности образуется область пониженного давления.
   Антициклон — плоский нисходящий атмосферный вихрь, проявляющийся у земной поверхности областью повышенного давления, с системой ветров от центра к периферии по часовой стрелке в СП и против часовой – в ЮП.
   В центре антициклона наблюдаются нисходящие токи воздуха.
   Антициклоны подразделяются на фронтальные, субтропические антициклоны динамического происхождения и стационарные.
   В умеренных широтах в холодном воздухе возникают фронтальные антициклоны, которые перемещаются сериями с запада на восток со скоростью 20–30 км/ч. Последний заключительный антициклон достигает субтропиков, стабилизируется и образует субтропический антициклон динамического происхождения. К ним относятся постоянные барические максимумы на океанах. Стационарный антициклон возникает над сушей в зимний период в результате сильного выхолаживания участка поверхности.
   Зарождаются и устойчиво держатся антициклоны над холодными поверхностями Восточной Арктики, Антарктиды, а зимой и Восточной Сибири. При прорыве арктического воздуха с севера зимой антициклон устанавливается над всей Восточной Европой, а иногда захватывает Западную и Южную.
   За каждым циклоном следует и перемещается с той же скоростью антициклон, который заключает собой всякую циклоническую серию. При движении с запада на восток циклоны испытывают отклонение к северу, а антициклоны – к югу в СП. Причина отклонений объясняется влиянием силы Кориолиса. Следовательно, циклоны начинают двигаться на северо-восток, а антициклоны – на юго-восток. Благодаря ветрам циклонов и антициклонов наблюдается обмен между широтами теплом и влагой. В областях повышенного давления преобладают токи воздуха сверху вниз – воздух сухой, облаков нет; в областях пониженного давления – при токах воздуха снизу вверх – образуются облака, выпадают осадки. Внедрение теплых воздушных масс называется волнами тепла. Перемещение тропических воздушных масс в умеренные широты летом вызывает засуху, зимой – сильные оттепели. Внедрение арктических воздушных масс в умеренные широты – волны холода – вызывает похолодание.
   Местные ветры. На ограниченных участках территории в результате влияния местных причин возникают местные ветры. К местным ветрам термического происхождения относятся бризы, горно-долинные ветры, влияние рельефа вызывает образование фенов и бора.
   Бризы возникают на берегах океанов, морей, озер, там, где велики суточные колебания температур. В крупных городах сформировались городские бризы. Днем, когда суша нагрета сильнее, над ней возникает восходящее движение воздуха и отток его наверху в сторону более холодного. В приземных слоях ветер дует в сторону суши, это дневной (морской) бриз. Ночной (береговой) бриз возникает ночью – когда суша охлаждается сильнее, чем вода, и в приземном слое воздуха ветер дует с суши на море. Морские бризы выражены сильнее, их скорость равна 7 м/с, полоса распространения – до 100 км.
   Горно-долинные ветры образуют ветры склонов и собственно горнодолинные и имеют суточную периодичность. Ветры склонов – результат различного нагрева поверхности склона и воздуха на той же высоте. Днем воздух на склоне сильнее нагревается и ветер дует вверх по склону, ночью склон сильнее охлаждается и ветер начинает дуть вниз по склону. Собственно горно-долинные ветры вызваны тем, что воздух в горной долине нагревается и охлаждается сильнее, чем на той же высоте на соседней равнине. Ночью ветер дует в сторону равнины, днем – в сторону гор. Обращенный в сторону ветра склон называется наветренным, а противоположный – подветренным.
   Фен – теплый сухой ветер с высоких гор, часто покрытых ледниками. Возникает он благодаря адиабатическому охлаждению воздуха на наветренном склоне и адиабатическому нагреву на подветренном склоне. Наиболее типичный фен возникает в случае, когда воздушное течение ОЦА переваливает через горный хребет. Чаще встречается антициклональный фен, он образуется в том случае, если над горной страной стоит антициклон. Фены наиболее часты в переходные сезоны, продолжительность их несколько суток (в Альпах в году 125 дней с фенами). В горах Тянь-Шаня подобные ветры называют кастек, в Средней Азии – гармсиль, в Скалистых горах – чинук. Фены вызывают раннее цветение садов, таяние снега.
   Бора – холодный ветер, дующий с невысоких гор в сторону теплого моря. В Новороссийске он называется норд-остом, на Апшеронском полуострове – нордом, на Байкале – сармой, в долине Роны (Франция) – мистралью. Возникает бора зимой, когда перед хребтом, на равнине, образуется область повышенного давления, где формируется холодный воздух. Перевалив невысокий хребет, холодный воздух устремляется с большой скоростью в сторону теплой бухты, где давление низкое, скорость может достигать 30 м/с, температура воздуха резко падает до —5 °C.
   К мелкомасштабным вихрям относятся смерчи и тромбы (торнадо). Вихри над морем называются смерчами, над сушей – тромбами. Зарождаются смерчи и тромбы обычно в тех же местах, что и тропические циклоны, – в жарком влажном климате. Основным источником энергии служит конденсация водяных паров, при которой выделяется энергия. Большое число торнадо в США объясняется приходом влажного теплого воздуха с Мексиканского залива. Вихрь двигается со скоростью 30–40 км/ч, скорость ветра в нем может достигать 100 м/с. Тромбы возникают обычно поодиночке, вихри – сериями. В 1981 г. у побережья Англии в течение пяти часов сформировалось 105 смерчей.
   Понятие о воздушных массах (ВМ). Анализ вышеизложенного показывает, что тропосфера не может быть физически однородной во всех своих частях. Она разделяется, не переставая быть единой и цельной, на воздушные массы – крупные объемы воздуха тропосферы и нижней стратосферы, обладающие относительно однородными свойствами и движущиеся как единое целое в одном из потоков ОЦА. Размеры ВМ сопоставимы с частями материков, протяженность – тысячи километров, мощность – 22–25 км. Территории, над которыми формируются ВМ, называются очагами формирования. Они должны обладать однородной подстилающей поверхностью (суша или море), определенными тепловыми условиями и временем, необходимым для их образования. Подобные условия существуют в барических максимумах над океанами, в сезонных максимумах над сушей.
   Типичные свойства ВМ имеет только в очаге формирования, при перемещении она трансформируется, приобретая новые свойства. Приход тех или иных ВМ вызывает резкие смены погоды непериодического характера. По отношению к температуре подстилающей поверхности ВМ делят на теплые и холодные. Теплая ВМ перемещается на холодную подстилающую поверхность, она приносит потепление, но сама охлаждается. Холодная ВМ приходит на теплую подстилающую поверхность и приносит похолодание. По условиям образования ВМ подразделяют на четыре типа: экваториальные, тропические, умеренные (воздух умеренных широт) и арктические (антарктические). В каждом типе выделяется два подтипа – морской и континентальный. Для континентального подтипа, образующегося над материками, характерна большая амплитуда температур и пониженная влажность. Морской подтип формируется над океанами, следовательно, относительная и абсолютная влажность у него повышены, амплитуды температур значительно меньше континентальных.
   Экваториальные 2?М(ЭВМ) образуются в низких широтах, характеризуются высокими температурами и большой относительной и абсолютной влажностью. Эти свойства сохраняются и над сушей, и над морем.
   Тропические ВМ (ТВМ) формируются в тропических широтах, температура в течение года не опускается ниже 20 °C, относительная влажность невелика. Выделяют:
   ✓ континентальные ТВМ, формирующиеся над материками тропических широт в тропических барических максимумах – над Сахарой, Аравией, Тар, Калахари, а летом в субтропиках и даже на юге умеренных широт – на юге Европы, в Средней Азии и Казахстане, в Монголии и Северном Китае;
   ✓ морские ТВМ, образующиеся над тропическими акваториями – в Азорском и Гавайском максимумах; характеризуются высокой температурой и влагосодержанием, но низкой относительной влажностью.
   Умеренные ВМ (УВМ), или воздух умеренных широт, образуются в умеренных широтах (в антициклонах умеренных широт из арктических ВМ и воздуха, пришедшего из тропиков). Температуры зимой отрицательные, летом положительные, годовая амплитуда температур значительна, абсолютная влажность увеличивается летом и уменьшается зимой, относительная влажность средняя. Выделяют:
   ✓ континентальный воздух умеренных широт (кУВМ), который формируется над обширными поверхностями континентов умеренных широт, зимой сильно охлажден и устойчив, погода в нем ясная с сильными морозами; летом сильно прогревается, в нем возникают восходящие токи;
   ✓ морской воздух умеренных широт (мУВМ), который формируется над океанами в средних широтах; западными ветрами и циклонами переносится на материки; характеризуется большой влажностью и умеренной температурой; зимой несет оттепели, летом – прохладную и всегда пасмурную погоду.
   Арктические (антарктические) ВМ (АВМ) формируются в полярных широтах. Температуры в течение года отрицательные, абсолютная влажность небольшая. Выделяют:
   ✓ кАВМ, формирующиеся над ледяной поверхностью Арктики, а зимой также над Таймыром, бассейном Колымы, Чукоткой и Северной Канадой; характеризуются низкими температурами, малым влагосодержанием и большой прозрачностью; вторжение в умеренные широты вызывает значительные и резкие похолодания;
   ✓ мАВМ, формирующиеся в европейской Арктике, над океаном, свободным ото льда; отличаются большим влагосодержанием и несколько более высокой температурой; вторжение на материк может вызвать кратковременное потепление.
   ВМ находятся в постоянном движении. При их сближении возникают атмосферные фронты.
   Атмосферный фронт – узкая переходная зона, разделяющая на значительном протяжении ВМ с разными физическими свойствами. Пересечение атмосферного фронта с земной поверхностью образует так называемую фронтальную зону. Ширина фронтальных зон – несколько сотен километров, длина – тысячи километров, вертикальная мощность – до высоты 20 км. Чаще всего атмосферные фронты возникают в умеренных широтах, где встречаются холодный воздух из высоких широт и теплый воздух из тропических. Фронтальная зона в пространстве изображается фронтальной поверхностью, пересечение которой с земной поверхностью образует линию фронта. На линии фронта скачком меняются температура, влажность, облачность, давление, направление и скорость ветра.
   Между АВМ и УВМ проходят Арктический и Антарктический фронты, расположенные в среднем около 65°с.ш. и ю.ш. В средних широтах между УВМ и ТВМ проходят умеренные фронты СП и ЮП. Летом они смещаются к 50°, зимой к 30° с.ш. Между УВМ и ТВМ находится тропический фронт. В экваториальных широтах при соприкосновении ЭВМ СП и ЮП образуется не фронт, а зона конвергенции или сходимости.
   Атмосферные фронты подразделяются на теплые, холодные и окклюзии.
   Теплым фронтом называется такой фронт, когда теплая ВМ более активна и перемещается в направлении холодной ВМ. Линия фронта при этом смещается в сторону холодного воздуха. После прохождения теплого фронта наступает потепление.
   Холодный фронт образуется при наступлении холодной ВМ в направлении теплой ВМ. Линия фронта перемещается в сторону теплого воздуха.
   При смыкании холодного и теплого фронтов возникают фронты окклюзии.
   На климатических картах можно выделить зоны, где чаще всего встречаются разные типы ВМ, здесь проходят климатические фронты – средние многолетние, наиболее типичные положения серий атмосферных фронтов, возникающих между типами или подтипами ВМ. Главные климатические фронты разделяют типы ВМ, вторичные – подтипы ВМ. Существуют арктический (антарктический) фронт, разделяющий АВМ и УВМ, полярный фронт – между УВМ и ТВМ, тропический фронт – между ТВМ и ЭВМ.
   Процессы формирования и смещения ВМ, образования фронтов положены в основу генетической классификации климатов Б.П. Алисова.
   Таким образом, исследование проблем, относящихся к движению атмосферы, приводит к установлению самой тесной связи между распределением температур на Земле, общей картиной барического рельефа и распределением ветров. Наиболее ярко связь эта видна в хорошо совпадающей зональности всех трех зависимых явлений. Можно построить логическую и закономерную цепь, последовательными звеньями которой являются: форма Земли – специфическое (обусловленное формой Земли) распределение солнечной радиации – обусловленное радиацией распределение температуры – обусловленное температурой и вращением Земли распределение барического рельефа – обусловленная барическим рельефом циркуляция воздуха.

5.2.3. Влагооборот в атмосфере

   Влагооборот – непрерывный процесс перемещения воды под действием солнечной радиации и силы тяжести. Благодаря влагообороту в атмосфере возникают облака и выпадают осадки. Выделяют малый, большой и внутриматериковый влагооборот.
   Малый влагооборот наблюдается над океаном, здесь взаимодействуют атмосфера, гидросфера, в процессе участвует живое вещество. Благодаря испарению в атмосферу поступает водяной пар, образуются облака и на океан выпадают осадки.
   В большом влагообороте взаимодействуют атмосфера, литосфера, гидросфера, живое вещество. Испарение и транспирация с поверхности океана и с суши обеспечивают поступление водяного пара в атмосферу. Облака, попадая в потоки ОЦА, переносятся на значительные расстояния и осадки могут выпадать в любой точке на поверхности Земли.
   Внутриматериковый влагооборот характерен для областей внутреннего стока.
   Глобальный влагооборот Земли находит свое выражение в водном балансе Земли. За год количество испарившейся на всей Земле воды равно выпавшим осадкам, в годовой влагооборот включено 525,1 тыс. км -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

воды. В течение года с каждого 1 км -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

Земли в среднем испаряется 1030 мм воды (Львович, 1986).
   Основные звенья влагооборота в атмосфере: испарение, образование облаков, выпадение осадков.
   Испарение – процесс перехода воды из жидкого состояния в газообразное. Одновременно идет обратный процесс – переход водяного пара в жидкость. Испарение присутствует тогда, когда первый процесс преобладает. Из двух составляющих испарения – непроизводительного физического с открытой поверхности и транспирации влаги растениями – большее природное значение имеет последняя, поскольку она участвует в развитии биосферы. На Земле на испарение воды затрачивается 25 % всей солнечной энергии, достигающей земной поверхности. Суточный ход испарения параллелен суточному ходу температур: наибольшее испарение наблюдается в середине дня, минимум – в ночные часы. В годовом ходе испарения максимум приходится на лето, минимум – на зиму. Величина испарения зонально распределяется по поверхности Земли. Максимальное испарение наблюдается в тропических широтах над океанами – 3000 мм/год, на суше, в тропических пустынях, испарение резко сокращается до 100 мм/год. На экваторе величина испарения на суше и океане примерно одинакова – 1500–2000 мм/год. В лесной зоне умеренных широт испарение составляет 600 мм/год, в пустынях уменьшается до 100 мм/год. Минимальное испарение характерно для полярных широт – 100 мм/год.
   Испаряемость – максимально возможное испарение при ограниченных запасах воды. Испарение и испаряемость совпадают над океанами, над сушей испарение всегда меньше испаряемости. Максимальная испаряемость характерна для суши тропических широт: 2500–3000 мм/год в СП, 2000 мм/год – в ЮП. В экваториальных широтах испаряемость равна 1500 мм/год, в умеренных широтах – 450–600, в полярных широтах – менее 200 мм/год.
   Влажность воздуха – содержание водяного пара в воздухе; влагосодержание – содержание воды в трех агрегатных состояниях. Наиболее важными, хотя и не единственными, показателями влажности служат:
   ✓ абсолютная влажность воздуха – реальное количество водяного пара в 1 м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

воздуха, г/м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

; с увеличением температуры абсолютная влажность увеличивается, так как теплый воздух может содержать больше водяных паров;
   ✓ относительная влажность – отношение абсолютной влажности к максимальной (предельное содержание водяного пара при данной температуре), выраженное в процентах; при повышении температуры относительная влажность понижается, так как с ростом температуры быстрее растет максимальная влажность.
   Географическое распределение влажности зависит от температуры воздуха, испарения и переноса паров воды. Абсолютная влажность уменьшается от экватора (25–30 г/м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

) к полярным широтам (около 1 г/м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

). Относительная влажность в экваториальных и полярных широтах составляет 85–90 %: на экваторе – из-за большого количества осадков и испарения, а в полярных широтах – из-за низких температур. В умеренных широтах летом относительная влажность равна 60 %, зимой она возрастает до 75–80 %. Самая низкая относительная влажность в тропиках на материках – 30–40 %, летом может уменьшаться до 10 %.
   Поднимаясь, водяной пар достигает уровня конденсации и переходит в жидкое состояние. Та высота, на которой воздух достигает предела насыщения, называется уровнем конденсации. Кроме испарения в воздухе может начаться сублимация – переход водяного пара в твердое состояние, минуя жидкую фазу (при температуре —10 °C).
   Конденсация может происходить на поверхности Земли и в атмосфере. В первом случае образуются гидрометеоры (продукты конденсации, образовавшиеся при непосредственном контакте водяного пара с земной поверхностью: роса, иней, твердый и жидкий налет, изморось), во втором – облака и туманы. Туманы возникают в приземном слое атмосферы, облака – в свободной атмосфере.
   Туман – скопление в приземном слое атмосферы капелек воды или кристаллов льда, понижающих горизонтальную видимость до 1 км. Особенно часты туманы в Арктике: число дней с туманом в Арктическом бассейне превышает 80. Причины частых туманов – перенос теплых воздушных масс на холодную поверхность льда и перемещение холодного воздуха со льда или с холодной суши на открытую воду.
   В умеренных широтах северного полушария наиболее часто туманы наблюдаются в районе Ньюфаундленда (до 80 дней и более), где они связаны с переносом воздуха с теплых вод Гольфстрима на холодные воды Лабрадорского течения. В субтропических широтах южного полушария особенно богаты туманами (также до 80 дней и более) прибрежные пустыни Южной Африки и Южной Америки и омывающие их воды. Теплый воздух здесь распространяется на холодные океанические течения. Мало туманов во внутренних частях материков, особенно в пустынях, где содержание водяного пара в воздухе невелико, а температуры высокие. Мало туманов в Сибири и Канаде. Здесь в теплое лето воздух далек от насыщения, а в холодную зиму влажность воздуха настолько мала, что даже при насыщении туманы редко образуются.
   Облака – видимое скопление продуктов конденсации в виде капелек воды и кристаллов льда на некоторой высоте в атмосфере. Нижняя граница облаков определяется уровнем конденсации, верхняя – уровнем конвекции и может находиться на высоте до 20 км.
   Степень покрытия неба облаками называется облачностью, она выражается в баллах (если все небо покрыто облаками – 10 баллов, если небо ясное – 0).
   Распределение облачности на Земле зонально. Наиболее покрыто небо облаками в экваториальных широтах: на суше – 5–6 баллов, над океаном – до 7 баллов. В пустынях тропических широт облачность очень мала – 2–4 балла, в умеренных и полярных широтах – 6–7 баллов. Для Земли в целом облачность составляет 6 баллов.
   Атмосферными осадками называют капли и кристаллы воды, выпавшие на земную поверхность из атмосферы. По агрегатному состоянию выделяют жидкие (дождь, морось), твердые (снежная и ледяная крупа, снег и град) и смешанные осадки. Капли дождя имеют диаметр от 0,05 (морось) до 7 мм, максимальный размер капли 9,4 мм. Снежинки представляют собой шестигранные кристаллы, иногда снег выпадает в виде больших хлопьев, достигающих в поперечнике 1 см и более. По характеру выпадения атмосферные осадки подразделяют на ливневые (интенсивность более 1 мм/мин), обложные (0,1–1 мм/мин) и моросящие. В умеренных широтах отмечено 56 % обложных осадков, 14 % ливневых и 30 % моросящих. Количество осадков измеряется толщиной слоя воды (мм), который бы образовался в результате выпадения осадков при отсутствии просачивания, стока, испарения. Интенсивность выпадения осадков – слой воды, образующийся за 1 мин. По происхождению осадки могут быть внутримассовыми (конвективными) и фронтальными. Внутримассовые осадки формируются в одной воздушной массе при развитии конвекции в результате нагрева поверхности или при подъеме по склону гор. Фронтальные осадки образуются при соприкосновении двух воздушных масс. Осадки выпадают всегда из более теплой ВМ: именно теплый воздух поднимается, достигает уровня конденсации и в нем происходит конденсация водяных паров.
   Осадки по земной поверхности распределены зонально-регионально. Наглядное представление о распределении осадков дает карта изогнет.
   Изогиеты – линии, соединяющие точки с одинаковым количеством осадков. На географическое распределение осадков воздействуют следующие факторы: основные (определяют зональность) – температура воздуха и ОЦА; дополнительные (определяют региональные различия) – морские течения, формы рельефа (наличие горных хребтов), неравномерное распределение суши и океана. Зоны осадков повторяют барические пояса, но с обратным знаком. В основе этой зависимости лежит адиабатический процесс. Выделяют следующие зоны:
   1. Экваториальная зона максимального количества осадков. Простирается приблизительно от 17° с.ш. до 20° ю.ш. В нее входят Амазония, территория севернее и южнее ее, побережье Гвинейского залива, область джунглей на южных склонах Гималаев, Зондский архипелаг, Новая Гвинея. Абсолютный максимум осадков приходится на предгорья Гималаев (Черрапунджи – 12 660 мм), Анд (Тутунендо, Колумбия – 11 770 мм), где поднимаются влажные воздушные массы пассатов.
   2. Тропические пояса. Простираются от 20 до 32° широты обоих полушарий, характеризуются господством сухого воздуха. Здесь располагаются два пояса пустынь. Сухость воздуха объясняется его адиабатическим нагреванием и иссушением в нисходящих токах антициклонов. Особенно бедны осадками западные побережья материков, омываемые холодными морскими течениями. Минимальное количество осадков характерно для пустыни Атакама (Южная Америка) – 1 мм. Восточные части материков – Флорида и район Рио-де-Жанейро, Юго-Восточная Азия, Юго-Восточная Африка и Восточная Австралия – орошаются дождями, приносимыми пассатами, дующими с океана. Здесь климат влажный тропический.
   3. Влажные зоны средних широт. Располагаются между 40-й и 60-й параллелями в каждом полушарии. Образование максимума осадков умеренных широт обусловлено:
   ✓ западным переносом воздушных масс с океана в Евразию, Северо-Западную Америку и Южные Анды;
   ✓ циклонической деятельностью;
   ✓ подъемом воздуха на Арктическом и Умеренном фронтах;
   ✓ муссонной циркуляцией в Восточной Азии.
   Умеренному поясу, в соответствии с наибольшей площадью материков, свойственны наибольшие региональные различия (секторность) в распределении осадков. Выделяются три сектора:
   ✓ западный с обильными осадками: в Западной Европе (Пиренеи, Ирландия, Норвегия) – 1000 мм, в Скандинавских горах – до 3000 мм; Северо-Западная Америка, западный склон Анд (2000–3000 мм) первыми воспринимают морские воздушные массы (мУВМ), на них обрушиваются серии циклонов;
   ✓ центральный с минимумом осадков: степные с осадками от 500 мм на западе до 300 мм на востоке, полупустынные и пустынные (самое сухое место в Европе – Астрахань с годовой суммой осадков 162,6 мм, в умеренных пустынях Азии и Северной Америки – от 200 до 100 мм);
   ✓ восточный, в котором количество осадков снова увеличивается: Дальний Восток (муссонная циркуляция) – 500—1000 мм.
   4. Холодные области высоких широт в обоих полушариях с малым (менее 250мм) количеством осадков. Их существование объясняется слабой солнечной радиацией, низкими температурами воздуха и малым возможным влагосодержанием воздуха, ничтожным испарением, а также антициклональной циркуляцией воздуха. Региональные различия невелики: западные побережья, омываемые теплыми водами, получают осадков больше (400 мм), восточные – меньше (устье Лены – только 90 мм).
   Большое значение для земной поверхности имеет увлажнение, которое зависит не только от осадков, но и от величины испаряемости. Для оценки условий увлажнения пользуются коэффициентом увлажнения СК), он представляет собой отношение количества выпавших осадков к испаряемости.
   Для территорий с избыточным увлажнением К > 1 (100 %): это заболоченная тундра, тайга, экваториальные леса. Саванны, лесостепи являются территориями с нормальным увлажнением, здесь К составляет 0,8–1 (80—100 %). К территориям с недостаточным увлажнением относятся степи (0,3–0,6), полупустыни (0,1–0,3) и пустыни (0,12).

5.3. Типы климатов

   Теплооборот, влагооборот и ОЦА формируют погоду и климат в ГО. Погода – состояние атмосферы в данный момент над определенной территорией. Погода характеризуется совокупностью метеоэлементов – температурой, давлением, влажностью, осадками, облачностью, отличается изменчивостью, многообразием и повторяемостью.
   Климат (от греч. klima – наклон) – многолетний режим погоды данной местности, обусловленный солнечной радиацией, подстилающей поверхностью и ОЦА. Наука, изучающая климат, называется климатологией.
   Из многочисленных классификаций климатов, созданных классической климатологией, наибольшее значение имеют две: В.П. Кеппена (в основе – средние годовые температуры, годовое количество осадков и их распределение по сезонам) и А.С. Берга (в основе – принцип географической зональности). Основы генетического, или динамического, анализа климатов заложены А.И. Воейковым, дальнейшее развитие он получил в работах П.И. Броунова и особенно в работах Б.П. Алисова.
   В основу генетической классификации климатов Б.П. Алисова положены географические типы ВМ и их циркуляция. Разделение Земли на климатические пояса связано с условиями формирования (а не с описанием) климатов, которые определяются циркуляцией ВМ. В зависимости от особенностей циркуляции и типа ВМ выделяются 13 климатических поясов. Основные пояса (7) характеризуются господством одной ВМ в течение года. В переходных поясах (6) происходит смена ВМ по сезонам. Границы поясов проводятся по летнему и зимнему положению климатических фронтов.
   Внутри климатических поясов выделены области по особенностям климатообразующих процессов на разной подстилающей поверхности: климат материковый, климат океанический, климат западных и восточных побережий. Различия первых двух климатов обусловлены особенностями климатообразующих процессов над сушей и океаном; климаты побережий формируются благодаря своеобразию процессов над теплыми и холодными течениями.
   Процессы климатообразования – силы, действие которых определяет климат данного региона. Важнейшими климатообразующими процессами являются теплооборот, влагооборот и ОЦА (см. § 5.2). Эти физические процессы имеют общий источник энергии – солнечную радиацию.
   Наряду с климатообразующими процессами действуют климатообразующие факторы. Факторы климатообразования – географические условия, определяющие своеобразие и скорость протекания климатообразующих процессов. К ним относятся: географическая широта, высота над уровнем моря, подстилающая поверхность (океанический и материковый типы климатов; климат западных и восточных побережий), течения, рельеф, растительный, снежный и ледяной покров, человеческая деятельность.
   Первым и очень важным фактором климата является географическая широта. От нее зависит зональность в распределении элементов климата. Солнечная радиация поступает на верхнюю границу атмосферы в строгой зависимости от географической широты, что приводит к зональному распределению температуры и других метеорологических величин климата. Следует отметить, что влияние географической широты на распределение метеорологических величин становится все заметнее с высотой, когда ослабевает влияние других факторов климата, связанных с земной поверхностью.
   Географическим фактором климата является высота над уровнем моря. Атмосферное давление с высотой падает, солнечная радиация и эффективное излучение возрастают, температура и амплитуда ее суточного хода, а также удельная влажность, как правило, убывают, а скорость и направление ветра меняются достаточно сложно. В горах отмечаются и характерные изменения с высотой облачности и осадков. Осадки, как правило, сначала возрастают с высотой местности, но, начиная с некоторого уровня, убывают. В результате в горах создается высотная климатическая зональность. В одном и том же горном районе климатические условия могут сильно различаться в зависимости от высоты места. При этом изменения с высотой намного больше, чем изменения с широтой (в горизонтальном направлении). На климатические условия в горах влияет не только высота местности над уровнем моря, но и высота и направление горных хребтов, экспозиция склонов относительно преобладающих ветров, ширина долин, крутизна склонов и ряд других.
   С распределением суши и моря связано деление типов климата на морской и континентальный. Океанические течения создают особенно резкие различия в температурном режиме поверхности моря и тем самым влияют на распределение температуры воздуха и на атмосферную циркуляцию. Устойчивость океанических течений приводит к тому, что их влияние на атмосферу имеет климатическое значение (отепляющее влияние Гольфстрима на климат восточной части северного Атлантического океана и Западной Европы).
   Экваториальный климатический пояс занимает область бассейна реки Конго и побережье Гвинейского залива в Африке, бассейн реки Амазонки в Южной Америке, Зондские острова у берегов Юго-Восточной Азии. Разрыв климатического пояса на восточных берегах материков объясняется господством субтропических барических максимумов над океанами. Наибольший переток воздуха идет по экваториальным перифериям барических максимумов, он захватывает восточные берега материков. В экваториальном поясе происходит увлажнение тропического воздуха, принесенного пассатами. Экваториальный воздух формируется при пониженном давлении, слабых ветрах и при высоких температурах.
   Суммарная солнечная радиация (580–670 кДж/см -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

в год) немного понижена из-за большой облачности и влажности экваториальных широт. Радиационный баланс на материке составляет 330 кДж/см -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

в год, на океане – 420–500 кДж/см -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

в год.
   На экваторе весь год господствуют экваториальные ВМ. Средняя температура воздуха колеблется от +25 до +28 °C, сохраняется высокая относительная влажность – 70–90 %. В экваториальных широтах по обеим сторонам от экватора выделяют внутритропическую зону конвергенции, которая характеризуется сходимостью пассатов двух полушарий, обусловливающей мощные восходящие потоки воздуха. Но конвекция развивается не только по этой причине. Нагретый воздух, насыщенный водяными парами, поднимается вверх, конденсируется, образуются кучево-дождевые облака, из которых после полудня выпадают ливневые осадки. В этом поясе годовое количество осадков превышает 2000 мм. Есть места, где количество осадков увеличивается до 5000 мм. Высокая температура в течение всего года и большое количество осадков создают условия для развития на суше богатой растительности – влажных экваториальных лесов – гилей.
   Материковый и океанический типы экваториального климата различаются незначительно.
   Климат субэкваториального пояса приурочен к огромным пространствам Бразильского плоскогорья, к Центральной Африке (к северу, востоку и югу от бассейна реки Конго), Азии (на полуостровах Индостан и Индокитай), Северной Австралии.
   Суммарная солнечная радиация составляет около 750 кДж/см -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

в год, радиационный баланс – 290 кДж/см -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

в год на суше и до 500 кДж/см -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

в год на океане.
   Субэкваториальный климатический пояс характеризуется муссонной циркуляцией воздуха: воздух движется из тропических широт зимнего полушария как зимний сухой муссон (пассат), после пересечения экватора он трансформируется в летний влажный муссон. Характерная особенность этого пояса – смена воздушных масс по сезонам: летом господствует экваториальный воздух, зимой – тропический. Выделяются два сезона – летний (влажный) и зимний (сухой). В летний сезон климат незначительно отличается от экваториального: большая влажность, обильное выпадение осадков, вызванное восходящими токами экваториального воздуха. Общее количество осадков равно 1500 мм, на наветренных склонах гор их количество резко увеличивается (Черапун-джи – 12 660 мм). В зимний сезон условия резко меняются с приходом сухого тропического воздуха: устанавливается жаркая сухая погода, выгорают травы, деревья сбрасывают листву. Внутри континентов и на их западных берегах растительный покров представлен саваннами, на восточных берегах господствуют влажные экваториальные леса.
   Тропический климатический пояс в южном полушарии распространяется сплошной полосой, расширяясь над океанами. На океанах в течение года господствуют постоянные барические максимумы, в которых формируются тропические ВМ. В северном полушарии тропический пояс разрывается над Индокитаем и Индостаном; разрыв объясняется тем, что тропические ВМ не господствуют в течение всего года. Летом в Южно-Азиатский минимум проникает экваториальный воздух, зимой из Азиатского максимума далеко к югу вторгаются умеренные (полярные) ВМ.
   Суммарная солнечная радиация на материках составляет 750–849 кДж/см -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

в год (в северном полушарии до 920кДж/см -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

в год), на океане – 670 кДж/см -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

в год. Радиационный баланс 250 кДж/см -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

в год на материке и 330–420 кДж/см -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

в год на океане.
   В тропическом климатическом поясе в течение всего года господствуют тропические ВМ, которые отличаются высокими температурами. Средняя температура самого теплого месяца превышает +30 °C, в отдельные дни температура повышается до +50 °C, а поверхность Земли нагревается до +80 °C (на северном побережье Африки зафиксирована максимальная температура +58 °C). Ввиду повышенного давления и нисходящих токов воздуха конденсации водяных паров почти не происходит, поэтому осадков на большей части тропического пояса очень мало – менее 250 мм. Это вызывает образование величайших пустынь мира – Сахары и Калахари в Африке, пустынь Аравийского полуострова, Австралии.
   В тропическом поясе климат не везде засушив. Климат восточных побережий (пассаты дуют с океана) отличается большим количеством осадков – 1500 мм (Большие Антильские острова, восточное побережье Бразильского плоскогорья, восточное побережье Африки в южном полушарии). Особенности климата объясняются также влиянием теплых течений, подходящих к восточным берегам материков. Климат западных побережий (называется «гаруа» – моросящий туман) развит на западных берегах Северной и Южной Америки, Африки. Особенность климата состоит в том, что при отсутствии осадков (в Атакаме 0 мм в год) относительная влажность воздуха составляет 85–90 %. На формирование климата западных побережий оказывают влияние постоянный барический максимум над океаном и холодные течения у берегов материков.
   Климат субтропического пояса развит сплошной полосой примерно между 25 и 40° широты в северном и южном полушариях. Характерна смена воздушных масс по сезонам: летом в барических максимумах на океанах и в термических депрессиях на суше формируются тропические ВМ; зимой господствуют умеренные ВМ. Поэтому в субтропическом поясе наблюдаются два климатических режима – умеренный и тропический.
   Суммарная солнечная радиация равна 585–670 кДж/см -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

в год, радиационный баланс – 200 кДж/см -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

в год на материке и 290–330 кДж/см -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

в год на океане.
   Климат западных побережий называется средиземноморским (побережье Средиземного моря в Европе, Калифорния в Северной Америке, северная часть Чили в Южной Америке, юго-запад Африки и Австралии). Его особенность заключается в том, что летом сюда перемещается область высокого давления из тропиков, где формируется тропический сухой воздух, а зимой сюда приходит воздух умеренных широт и благодаря активизации полярного фронта выпадают осадки (до 1000 мм).
   Климат восточных побережий имеет муссонный характер и особенно хорошо выражен на восточном побережье Азии, юго-восточной части Северной Америки. Летом сюда поступают влажные тропические массы воздуха с океана (летний муссон), приносящие большую облачность и осадки (температура составляет +25 °C). Зимние муссоны приносят потоки континентального воздуха умеренных широт, температура самого холодного месяца +8 °C. Общее количество осадков около 1000 мм.
   Материковый климат (аридный) развит в Северной Америке (Большой Бассейн), во внутренних районах Азии (Восточная Турция, Иран, Афганистан). В течение всего года преобладают сухие массы воздуха: летом – тропические, зимой – континентального воздуха умеренных широт. Среднемесячная температура летом около +30 °C, максимальная температура больше +50 °C; зимой от +6 до +8 °C, минимальная температура опускается ниже 0 °C. Годовая амплитуда температур равна 25 °C. Общее количество осадков составляет 300 мм. В центральных областях материков расположены пустыни.
   Умеренный климатический пояс распространен примерно между 40° северной и южной широты и полярными кругами. В южном полушарии климат в основном океанический, в северном полушарии наблюдаются четыре типа климата: материковый, океанический, западных и восточных побережий.
   Суммарная солнечная радиация составляет 330–500 кДж/см -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

в год, радиационный баланс – 85—170 кДж/см -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

в год. Летом величина радиационного баланса практически равна величине радиационного баланса тропических широт из-за большой продолжительности дня. Зимой величина радиационного баланса отрицательная вследствие небольшой высоты Солнца над горизонтом, небольшой продолжительности дня и большого альбедо снежного покрова.
   В умеренном климатическом поясе господствуют умеренные воздушные массы в течение всего года, но господство их относительное: очень часто в умеренные широты вторгаются арктические и тропические воздушные массы. Особенностью циркуляции атмосферы являются западные ветры, наиболее устойчивые в зимнее время, и циклоническая деятельность.
   Материковый климат распространен в Евразии (центральные районы средней полосы России, Украина, север Казахстана) и Северной Америке (юг Канады). Летом над материками происходит интенсивная трансформация воздушных масс, приходящих с океана и с севера. Воздух нагревается, дополнительно увлажняется за счет влаги, испаряющейся с поверхности материка. Среднемесячная температура июля увеличивается от +10 °C на границе с субарктическим поясом до +24 °C у границы с субтропическим. Июльские изотермы располагаются субширотно, на материках отклоняясь к полюсу из-за более сильного прогрева. Максимальная летняя температура достигает +46 °C на границе с субтропическим поясом. Январские температуры уменьшаются от —5—10 °C в умеренно континентальном климате до —35–40 °C в резко континентальном климате. Годовая амплитуда температур возрастает до 60 °C.
   Материковый климат характеризуется умеренным континентальным типом годового хода осадков с летним максимумом. Общее количество осадков уменьшается с запада на восток: в умеренно континентальном климате 800 мм, в континентальном – 600 мм, в резко континентальном – около 300 мм. Зимой характерен устойчивый снежный покров, продолжительность которого увеличивается от 4 месяцев в умеренно континентальном климате до 9 месяцев в резко континентальном климате. Развит широкий спектр зон от таежных лесов до пустынь.
   Климат западных побережий (морской) формируется под воздействием западных ветров, идущих с океана (Западная Европа, запад Северной Америки, Канада, юг Южной Америки – Чили). Среднемесячная температура июля +12–15 °C, среднемесячная температура января +5 °C, годовая амплитуда температур 10 °C. Наблюдается умеренный морской тип годового хода осадков: осадки выпадают практически равномерно в течение года с небольшим зимним максимумом. Общее количество осадков составляет 1000 мм, на западном склоне Кордильер в Северной Америке их величина возрастает до 3000 мм, здесь произрастают широколиственные дубовые и дубово-грабовые леса.
   Климат восточных побережий наиболее широко распространен на восточном побережье Азии (северо-восток Китая, Дальний Восток). Своеобразие климата заключается в муссонной циркуляции воздуха. Летом из постоянных барических максимумов на океанах морская тропическая воздушная масса перемещается на восточные берега, по пути она трансформируется и превращается в морскую умеренную (полярную) воздушную массу Среднемесячная температура июля равна +18–20 °C. Зимой из сезонных барических максимумов на материках к побережью подходит холодная умеренная (полярная) воздушная масса. Температура зимой составляет —25 °C, годовая амплитуда температур 45 °C. Наблюдается муссонный тип годового хода осадков с большим летним максимумом, общее количество равно 600–700 мм, произрастают хвойные и смешанные леса.
   Океанический климат развит в южном полушарии над сплошным кольцом воды в умеренных широтах. В северном полушарии он формируется в северной части Тихого и Атлантического океанов. Над океаном в течение года сохраняются постоянные барические минимумы: в северном полушарии – Исландский, Алеутский, в южном – Приан-тарктический пояс пониженного давления. Летняя температура составляет + 15 °C, зимняя +5 °C, годовая амплитуда температур 10 °C. Весь год отмечается циклоническая деятельность, усиливающаяся в зимнее время. Осадки выпадают весь год с небольшим зимним максимумом, общее количество около 1000 мм.
   Климат субполярного пояса располагается к северу от умеренного пояса в северном полушарии и к югу – в южном полушарии. Это переходные пояса – субарктический и субантарктический, для которых характерна смена воздушных масс по сезонам: летом – воздух умеренных широт, зимой – арктический (антарктический).
   Суммарная солнечная радиация равна 330 кДж/см -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

в год, радиационный баланс – около 40 кДж/см -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

в год. Большую часть года радиационный баланс отрицательный. В поясе наблюдается явление полярной ночи и полярного дня.
   Материковый субарктический климат развит в северном полушарии – в Северной Америке и Евразии. Лето относительно теплое, короткое, среднемесячная температура июля +5—10 °C. Зима суровая, среднемесячная температура января уменьшается от —10 °C на западных берегах (влияние теплых течений и западных ветров) до —55 °C внутри континента. На полюсах холода в Оймяконе и Верхоянске отмечен минимум температуры —71 °C. Годовая амплитуда температур равна 60 °C. Материковый климат характеризуется небольшим количеством осадков с максимумом в летнее время, общее количество равно 200 мм. Зимой устанавливается устойчивый снежный покров, распространена многолетняя мерзлота, господствуют ландшафты тундр.
   Океанический климат в северном полушарии формируется в Гренландском и Норвежском морях, в южном полушарии – вокруг Антарктиды. Среднемесячная температура летом (июль в северном полушарии, январь – в южном) равна +3–5 °C, среднемесячная температура зимой от —25 до —30 °C, годовая амплитуда температур 30 °C. Весь год развита циклоническая деятельность, количество осадков по сравнению с материковым климатом больше – 400 мм. Характерны туманы из-за большой относительной влажности воздуха – около 80–90 %.
   Климат полярных областей (арктический и антарктический) развит вокруг полюсов и характеризуется холодными массами воздуха в условиях повышенного давления.
   Суммарная солнечная радиация составляет 250 кДж/см -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

в год, радиационный баланс около 0. Большую часть года радиационный баланс отрицательный. Продолжительность полярного дня и полярной ночи увеличивается от одних суток на линии полярного круга до полу-года на полюсе. В климатическом поясе в северном полушарии в течение года господствуют арктические ВМ, в южном полушарии над Антарктидой – антарктические ВМ.
   Материковый климат формируется в постоянных барических максимумах – Гренландском в северном полушарии и Антарктическом в южном полушарии. Наблюдается полярный тип годового хода температур: один максимум после дня летнего солнцестояния (в северном полушарии), среднемесячная температура июля равна —8 °C, в южном полушарии в январе температура составляет —30 °C. Зимой температуры понижаются до —50–55 °C. В Антарктиде зафиксирован абсолютный минимум температур —89,2 °C. Годовая амплитуда температур 30 °C. На окраинах Антарктиды наблюдаются ветры со скоростью 100 м/с. Осадков мало, общее количество составляет около 100 мм. В Гренландии и Антарктиде часты туманы, относительная влажность около 80 %. Здесь развито современное покровное оледенение, мощность ледяного щита в Антарктиде достигает 4–4,5 км.
   Океанический климат формируется над поверхностью Северного Ледовитого океана, покрытого льдом. Среднемесячная температура июля около 0, в полдень возможно повышение температур выше 0. Зимние температуры отрицательные (—30–40 °C). Годовое количество осадков – 200 мм.

Тема 6
Гидросфера

6.1. Общие представления о гидросфере

Гидросфера – сплошная оболочка Земли, содержащая воду во всех агрегатных состояниях в пределах Мирового океана, криосферы (оболочка Земли, характеризующаяся содержанием воды в твердой фазе), литосферы и атмосферы и принимающая непосредственное участие в планетарном круговороте влаги (гидрологическом цикле). Иерархическая классификация гидросферы приведена на рис. 29.

   Рис. 29. Иерархическая классификация вод гидросферы (Догановский, Малинин, 2004)

   Мировой океан делится на Атлантический (АО), Индийский (ИО), Тихий (ТО) и Северный Ледовитый (СЛО). В свою очередь каждый из них разделяется на океанские бассейны (ОБ), моря (М), заливы (3) и проливы (Пр.). Криосфера состоит из покровных ледников (ПЛ), горных ледников (ГЛ), морских льдов (МЛ), сезонного снежного покрова (ССП) и льдов многолетнемерзлых пород (МП). Воды литосферы делятся на поверхностные (Пов.) и подземные (Под.), при этом поверхностные воды разделяются на озера и водохранилища (ОВ), болота (Б) и реки (речной сток, PC). Наконец, атмосфера состоит из водяного пара (ВП) и облачности (Об.).
   Верхняя граница гидросферы является одновременно нижней границей атмосферы, а нижняя граница гидросферы совпадает с границей земной коры и мантии. Включение, таким образом, в гидросферу планеты в целом земной коры, а также наличие воды в виде молекул Н -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

О в составе атмосферы планеты, в живом веществе и, вероятно, в мантии делают существующие представления об объеме и границах гидросферы в значительной степени неопределенными. Существуют точки зрения о необходимости выделения в состав гидросферы планеты только собственно поверхностных вод (Мировой океан и воды суши: реки, озера, болота), о распространении верхней границы гидросферы в атмосферу планеты до высот, на которых, по современным представлениям, еще содержится вода в виде молекул Н -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

О (до 16–18 км выше поверхности Земли), о выделении самостоятельно наземной и подземной гидросфер Земли и др.
   Существование таких различных точек зрения в какой-то мере оправданно, поскольку неопределенность представлений о границах гидросферы планеты объективно определяется двумя основными фактами: наличием воды (в различных видах) практически во всех оболочках Земли (мантия, земная кора, атмосфера, биосфера) и принципиальной возможностью постоянного обмена водой (водообмен) между смежными оболочками Земли. На этих фактах основано принципиальное научное положение о единстве природных вод Земли, сформулированное еще В.И. Вернадским. В соответствии с этим положением гидросфера планеты должна рассматриваться как единая динамическая система, открытая в сторону космоса и внутренних областей Земли (мантия, ядро). Гидросфера играла и играет основополагающую роль в геологической истории Земли, в формировании физической, химической, геологической среды, климата, в возникновении жизни на Земле и ее развитии.
   Основными внутренними процессами гидросферы являются круговороты воды и водообмен, происходящие на различных ее уровнях и в различных масштабах.
   Распределение суши и воды на земном шаре. Площадь поверхности Земли 510 млн км -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

. Из этой площади водами Мирового океана покрыто 361 млн км -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

(71 %), а площадь суши составляет 149 млн км -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

. В северном полушарии соотношение воды и суши 61:39, в южном – 81:19. Таким образом, более 1/2 поверхности нашей планеты покрыто водной оболочкой, состоящей из океанов и морей; причем особенно существенно вода преобладает над сушей в южном полушарии.
   Общая площадь водных объектов на поверхности суши (ледников, озер, водохранилищ, рек, болот) составляет 21,5 млн км -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, или 14,4 % площади суши. Если не учитывать ледники, то на остальные водные объекты суши останется всего 5,2 млн км -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

(3,5 % площади суши).
   Таким образом, общая площадь водных объектов на поверхности Земли составляет: 361 млн км -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

(океаны и моря) + 21,5 млн км -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

(водные объекты суши, включая ледники) = 382,5 млн км -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, т. е. 75 %, или 3/4 поверхности планеты.
   Общий объем воды в водных объектах на земном шаре около 1 390 млн км -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, при этом на долю Мирового океана приходится 96,4 % (табл. 9). Из водных объектов суши наибольшее количество воды содержат ледники – 25,8 млн км -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

(1,86 % всех вод на Земле). Из этого количества воды на долю ледников Антарктиды, Гренландии и островов Арктики приходится соответственно 89,8; 9,7 и 0,3 %. На горные ледники остается всего 0,2 %.
   Большие сложности представляет оценка содержания воды в земной коре (литосфере). Часть подземных вод, представленная капиллярными и гравитационными водами, находящаяся на глубинах с абсолютными отметками под поверхностью суши до —2000 м и участвующая в круговороте воды в природе, должна быть отнесена к гидросфере. Она оценивается гидрологами в 23,4 млн км -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, или 1,68 % общего объема вод на Земле (табл. 9). Некоторые исследователи приводят несколько большие величины: М.И. Львович – 60 млн км -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, А.Ф. Макаренко – 86,4 млн км -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

. К водам, находящимся в литосфере, относят также подземные льды зоны многолетней («вечной») мерзлоты объемом 300 тыс. км -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

(0,022 % объема всех вод).

   Таблица 9
   Объем воды различных частей гидросферы

   Некоторый объем воды находится в живых организмах биосферы (растениях и животных). Считают, что масса живого вещества на Земле 1,4 · 10 -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

т. Если принять, что содержание воды в живых организмах в среднем 80 %, то получим массу воды в организмах, равную 1,12 · 10 -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

т, что и дает объем «биологической воды» немногим более 1 тыс. км -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

.
   В атмосфере в среднем постоянно присутствует около 13 тыс. км -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

влаги в виде водяного пара, капель воды, кристалликов льда. При этом 90 % воды находится в самом нижнем слое атмосферы – на высотах 0–5 км. Объем атмосферной влаги мог бы дать слой воды на поверхности Земли, равный всего 25 мм.
   Важное значение имеет оценка количества на Земле пресной воды – наиболее ценных для человека природных ресурсов. Всего на планете 36,7 млн км -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

пресных вод (2,65 % общего объема вод). Главные аккумуляторы пресной воды – ледники, пресные подземные воды, подземные льды в зоне многолетней мерзлоты, пресные озера. Из общего количества пресных вод на Земле на твердую фазу (лед) приходится 71 %, на жидкую фазу – 29 %.
   Происхождение воды. Гидросфера Земли – одна из древнейших оболочек нашей планеты, которая, вероятно, возникла около 4,0–3,5 млрд лет назад. Она развивалась вместе и в тесном взаимодействии с литосферой, атмосферой, а затем и с живой природой.
   Основная масса гидросферы сформировалась в результате процессов выплавления и дегазации вещества мантии Земли и определялась глубинными геофизическими процессами. Дегазация является следствием мощного механизма химико-плотностной гравитационной дифференциации вещества мантии на границе с ядром, приводившей к возникновению в мантии конвективной циркуляции. Тугоплавкие компоненты остались в мантии, легкоплавкие в виде базальта образовали земную кору, а летучие, в их числе водяной пар, поднялись на поверхность. По мере охлаждения земной поверхности из водяного пара формировалась водная оболочка – гидросфера. Примерно 4,0 млрд лет назад первичная гидросфера тонким слоем покрывала всю Землю и воды ее были минерализованы. В мезо-кайнозое с образованием материков и крупных океанических впадин гидросфера приобрела очертания, близкие к современным. В настоящее время происходит выделение воды из мантии со скоростью 1 км -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

в год (ювенильная вода), в связи с этим предполагают увеличение объема водной массы океана на 6–7 % в течение ближайшего миллиарда лет. Гидросфера теряет воду вследствие улетучивания водорода в космос, изъятия воды организмами и реакции фотосинтеза.
   Вода – одно из самых распространенных на Земле химических соединений. Природные воды образуют океаны, моря, ледники, реки, озера, в виде паров присутствуют в атмосфере, проникают в почву и горные породы. Вода – простейшее и устойчивое соединение водорода с кислородом: 11,19 % водорода и 88,81 % кислорода (по массе). Вода гидросферы представляет собой природный раствор, в котором кроме воды присутствуют соли, газы и организмы. Соленость вод – содержание (в граммах) всех минеральных веществ, растворенных в 1 кг морской воды. Соленость выражается в граммах на килограмм (г/кг) или в тысячных долях – промилле (S, %с). Соленость воды океана равна 35%с, т. е. 35 г солей в 1 кг воды. По степени минерализации воды подразделяются на классы и группы. По преобладающему аниону выделяют три класса: гидрокарбонатные, сульфатные, хлоридные. По преобладающему катиону в каждом классе воды делятся на три группы: кальциевые, магниевые, натрий-калиевые.
   Пребывание одновременно в газообразном, жидком и твердом состояниях и абсолютная подвижность определили вездесущность воды, она пронизывает всю ГО и производит в ней разнообразную работу. Вода обладает способностью самоочищения: при прохождении через грунт она фильтруется. Испаряется только чистая, без примесей, вода. Однако процесс этот не беспредельный, а загрязнение воды промышленными отходами нередко превосходит возможности самоочищения.
   Воды гидросферы участвуют во всех влагооборотах на Земле – большом, малом и внутриматериковом. Большой и малый влагообороты связаны между собой переносом водяного пара с океана на сушу и поверхностным и подземным стоком с суши на океан.
   Влагооборот находит количественное выражение в годовом водном балансе – соотношении прихода и расхода воды за определенный промежуток времени (год, месяц). На суше объем атмосферных осадков больше, чем объем испаряющейся воды. Разность в 44,2 тыс. км -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

составляют воды, переносимые на сушу в виде водяного пара и возвращающиеся в океан поверхностным и подземным стоком. Над океаном объем испарившейся воды больше, чем объем атмосферных осадков. Компенсируются потери за счет притока поверхностных и подземных вод. Для всего земного шара количество испарившейся воды равно количеству атмосферных осадков за один и тот же промежуток времени.
   Самым большим хранилищем воды является Мировой океан. Приведем определение этого интересного географического объекта, данное в одной из последних работ известного океанолога академика А.С. Монина: «Мировой океан – непрерывно распределенная по поверхности Земли (на площади, охватывающей около 71 %) и ограниченная снизу и с боков причудливой формой рельефа дна и береговой линией континентов толща соленой воды с массой около 1340 гигатонн, имеющая среднюю глубину около 3800 метров, с многочисленными разбросанными на ее поверхности островами, и разнообразной формой жизни в ее глубинах».
   Название «Мировой океан» было предложено Ю.М. Шокальским. В структуре МО выделяют океаны, моря, заливы и проливы.
   Океан – часть МО, расположенная между отдельными материками и отличающаяся своеобразной конфигурацией береговой линии и особенностями подводного рельефа, со специфической схемой течений, атмосферной циркуляцией, особенностями горизонтального и вертикального распределения температуры и солености воды, растительным и животным миром. По этим признакам в 1928 г. Международным гидрографическим бюро (МГБ) принято деление Мирового океана на четыре океана: Атлантический, Индийский, Тихий и Северный Ледовитый. В 1953 г. публикуются уточненные границы океанов и морей, которые официально признаны странами – членами МГБ. С официальной точкой зрения не согласился Второй Международный океанографический конгресс (Москва, 1966 г.), который признал целесообразным в соответствии с особенностями гидрологического режима выделить Южный океан с границами вблизи оконечностей материков (Африки, Австралии и Южной Америки) и островов, максимально приближенных к субтропической зоне конвергенции. Согласно другой точке зрения, Северный Ледовитый океан рассматривается как средиземный бассейн и поэтому должен быть включен в Атлантический океан.
   Общие сведения о Мировом океане и его отдельных частях приводятся в табл. 10.

   Таблица 10
   Основные морфометрические характеристики Мирового океана и его частей

   В каждом океане можно выделить моря – обособленные части океана, отличающиеся собственным гидрологическим режимом, особенностями физических и химических свойств. Площадь морей составляет лишь около 10 % площади МО, а объем воды в них не превышает 3 % объема его вод. Выделяют моря:
   ✓ окраинные (арктические моря, за исключением Белого моря);
   ✓ внутренние:
   – средиземные (Красное, Средиземное – межматериковые; Балтийское, Черное – внутриматериковые);
   – полузамкнутые (Берингово, Охотское, Японское);
   ✓ межостровные (Сулу, Сулавеси, Банда и др.).
   Самое большое и глубокое – Коралловое море (4,07 млн км -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, 10 038 м), а самое малое – Мраморное (12 000 км -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

). Самым мелководным является Азовское море, средняя глубина которого составляет лишь 7 м, а максимальная —13 м. Особо следует отметить Саргассово море в Атлантическом океане, которое не имеет берегов, поэтому его границы определяются течениями: Северо-Атлантическим, Северным пассатным, Канарским и Гольфстримом. В зависимости от положений течений площадь моря колеблется в районе 6–7 млн км -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

. Саргассово море является зоной схождения поверхностных течений, которые перемещают бурые водоросли саргассум в одну область. В море скапливается 11 млн т водорослей.
   В океанах и морях выделяют отдельные их части – заливы и проливы.
   Заливы – части океана или моря, вдающиеся в сушу и слабо обособленные от открытого океана или моря. Океанские или морские границы заливов во многих случаях можно провести только условно. По своим размерам океанские заливы могут превосходить моря (например, Бенгальский (самый большой по площади – 2,172 млн км -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

), Бискайский, Мексиканский, Гудзонов). В зависимости от происхождения, формы и строения берегов заливам часто дают местные названия (бухта, губа, фиорд, лиман и др.).
   Проливы – узкие части океана, разделяющие материки или острова и соединяющие два соседних водоема с различным гидрологическим режимом. Например, Берингов пролив соединяет Тихий и Северный Ледовитый океаны, но разъединяет Евразию и Северную Америку. Самым широким и глубоким проливом является пролив Дрейка (1200 км, 5840 м), самым длинным – пролив Мозамбикский (1760 км), самым узким – пролив Малый Бельт (в самом узком месте его ширина не превышает 600 м).
   В вертикальном разрезе толща воды МО распадается на большие слои, отличающиеся по температуре, солености, плотности и характеру циркуляции. Вертикальная структура океана сопоставима со стратификацией атмосферы. По аналогии с атмосферой в МО различают поверхностную зону, ограниченную глубиной проникновения вертикальной конвекции – океаническую тропосферу. Глубже располагаются холодные относительно однородные воды – океаническая стратосфера. В океанической тропосфере выделяют поверхностные (до глубины 300–500 м), промежуточные (до глубины 1000–1200 м) воды, стратосфера разделяется на глубинные (до 2000–2500 м) и придонные воды.
   Свободная поверхность океана, совпадающая с поверхностью геоида, называется уровенной. На ее отклонения влияют приливы, изменения температуры и давления, колебания речного стока и землетрясения. Колебания уровенной поверхности океана могут быть периодическими и непериодическими. К первым относятся суточные и сезонные: суточные колебания обусловлены приливами и отливами, сезонные возникают в результате годовых колебаний речного стока или воздействия муссонов. Непериодические колебания уровенной поверхности могут быть связаны с нагонами при землетрясениях или штормах. Уровенная поверхность имеет выступы в районе Новой Гвинеи до 80 м и провалы у Индостана до 112 м и у Бермудских островов до 64 м. В России за нулевой уровень принят средний уровень Балтийского моря у Кронштадта (от него измеряются абсолютные высоты на территории России).

6.2. Физические и химические свойства вод Мирового океана

   Современный солевой состав морской воды удалось достаточно точно определить после обработки результатов кругосветной британской экспедиции на корвете «Челленджер» (1872–1876 гг.). Тщательный химический анализ 77 проб морской воды, взятых в разных районах Мирового океана, привел к интересным выводам, из которых наиболее важный – о постоянстве солевого состава. Оказалось, что в пробах морской воды разной солености взаимные количественные соотношения основных ионов всегда остаются неизменными.
   Постоянство солевого состава получило название закона Дитмара (по имени английского химика, доказавшего это важное свойство морской воды в 1884 г.). Как писал известный советский гидрохимик О.А. Алёкин, «это положение установлено твердо и может считаться главнейшей закономерностью в химии океана, сформулированной следующим образом: в воде открытого океана независимо от абсолютной концентрации количественные соотношения между концентрациями главных ионов всегда одинаковы».
   Исследования, проведенные в области химии моря к настоящему времени, показывают, что в морской воде растворены все химические элементы, встречающиеся на Земле. При этом 99,9 % всех растворенных в океане веществ могут быть составлены из первых 20 элементов таблицы Менделеева. Большинство солей присутствуют в морской воде в виде ионов, незначительная часть соединений находится в коллоидной или суспензионной форме. К главным ионам принято относить такие, концентрация которых в морской воде превышает 0,001 %, а именно: анионы Cl -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, SO -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

-------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, НСО -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

-------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, Вг -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, СО -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

-------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, F -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

и катионы Na -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, Mg -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, Са -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, К -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

и Sr -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

.
   Содержание главных ионов для морской воды с соленостью, близкой к средней океанской, представлено в табл. 11. Доля всех остальных растворенных в морской воде элементов пренебрежимо мала, она составляет менее 0,01 % от общего количества солей и потому для большинства морских гидрохимических исследований может считаться несущественной.

   Таблица 11
   Количественное содержание главных ионов в морской воде (при общей концентрации 35,16‰)

   В открытом океане отношения Na: CI, K: CI, SО -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

:CI, Br: CI практически представляют собой константы. В отношениях к хлору магния, стронция, фтора и борной кислоты иногда регистрируются небольшие отклонения. Важно отметить, что постоянство солевого состава справедливо только для открытых районов океанов. Оно не соблюдается в устьевых областях крупных рек, а также в морях, имеющих слабый водообмен с океаном и потому заметно опресненных (Черное и Балтийское), а также полностью изолированных (Каспийское).
   Более половины всех растворенных в морской воде компонентов, а именно 55 %, составляет ион хлора. Учитывая постоянство солевого состава, можно, определив концентрацию хлора (хлорностъ) в пробе морской воды, рассчитать затем не только общую концентрацию солей (соленость), но и массовую долю каждого из главных ионов. На этом принципе основан самый распространенный в первой половине прошлого века аргентометрический метод определения солености, названный так потому, что в качестве главного химического реактива в нем применяется раствор азотнокислого серебра. Зависимость между соленостью и содержанием хлора была определена в конце XIX в. специальной комиссией Международной конференции по исследованию морей и выражается уравнением

   S‰=0,030‰ + 1,805С1‰.

   Представленное соотношение часто называют формулой Кнудсена (по имени председателя комиссии). При определении хлорности аргентометрическим методом в итоге получают содержание всех галогенов, присутствующих в морской воде, т. е. сумму ионов хлора, брома и йода, но количество хлора в этой сумме составляет 99,9 %.
   Формула Кнудсена и составленные по ней таблицы использовались для определения солености океанологами всего мира более 60 лет, пока в 1963 г. не было предложено новое, более компактное соотношение между соленостью и хлорностью:

   S ‰= 1,80655С1‰.

   В последние десятилетия гидрологические работы в океанах и морях приобрели массовый характер: число производимых в море измерений выросло в сотни и тысячи раз. Стали широко применяться зондирующие устройства, непрерывно передающие на борт экспедиционного судна регистрируемые параметры морской воды. В современных погружаемых приборах-зондах для определения солености используется электрометрический метод, который основан на способности морской воды проводить электрический ток. Это свойство определяется тем, что растворенные соли большей частью присутствуют в морской воде в виде ионов, несущих электрические заряды. По степени концентрации растворенных солей морская вода относится к слабым электролитам. Электропроводность изменяется пропорционально изменениям солености.
   Напомним, что электропроводность есть величина, обратная электрическому сопротивлению, удельная электропроводность измеряется в сименсах на метр (См/м). Электропроводность морской воды увеличивается при увеличении солености, температуры и (в малой степени) гидростатического давления.
   Распределение солености в водных массах зонально и зависит от соотношения осадков, притока речных вод и испарения. Кроме того, на соленость воды оказывают влияние циркуляция вод, деятельность организмов и другие причины. На экваторе отмечается пониженная соленость воды (34–33‰), обусловленная резким увеличением атмосферных осадков, стоком полноводных экваториальных рек и немного пониженным испарением из-за высокой влажности. В тропических широтах наблюдается самая высокая соленость вод (до 36,5‰), связанная с высоким испарением и небольшим количеством осадков в барических максимумах давления. В умеренных и полярных широтах соленость вод понижена (33–33,5‰), что объясняется увеличением количества осадков, стоком речных вод и таянием морских льдов.
   Широтное распределение солености нарушают течения, речной сток и льды. Теплые течения в океанах переносят более соленые воды в направлении высоких широт, холодные течения переносят менее соленые воды к низким широтам. Реки опресняют приустьевые районы океанов и морей. Очень велико влияние таких рек, как Амазонка (опресняющее влияние Амазонки ощущается на расстоянии 1000 км от устья), Конго, Нигер и др. Сезонные изменения солености вод обусловлены действием льдов: зимой при образовании льда соленость воды возрастает, летом при таянии льда – уменьшается.
   Соленость глубинных вод МО однообразна и в целом составляет 34,7—35,0‰. Соленость придонных вод более разнообразна и зависит от вулканической деятельности на дне океана, выходов гидротермальных вод, разложения организмов. Характер изменения солености вод океана с глубиной различен на разных широтах.
   В экваториальных широтах соленость с глубиной постепенно возрастает и достигает максимального значения на глубине 100 м. На этой глубине к экватору подходят более соленые и плотные воды из тропических широт океанов. До глубины 1000 м соленость очень медленно повышается до 34,62‰, глубже соленость практически не меняется.
   В тропических широтах соленость немного увеличивается до глубины 100 м, затем плавно уменьшается до глубины 800 м. На этой глубине в тропических широтах наблюдается самая низкая соленость (34,58‰). Очевидно, здесь распространяются менее соленые, но более холодные воды высоких широт. С глубины 800 м она немного увеличивается.
   В субтропических широтах соленость быстро уменьшается до глубины 1000 м (34,48‰), затем становится почти постоянной. На глубине 3000 м она составляет 34,71‰.
   В субполярных широтах соленость с глубиной медленно увеличивается с 33,94 до 34,71‰.
   В полярных широтах соленость с глубиной возрастает более существенно – с 33,48 до 34,70%с.
   Для большинства районов Мирового океана изменения солености заключены в пределах 33–37‰, средняя соленость составляет 34,72‰. Самый «соленый» океан – Атлантический (средняя соленость в северной части – 35,06‰), самый «пресный» – Тихий (средняя соленость в северной части – 34,58‰). Средняя соленость вод Индийского океана – 34,8, Северного Ледовитого – 29–32‰.
   Распределение солености на поверхности океанов хорошо согласуется с зональным распределением разности «осадки – испарение». В районах преобладания осадков соленость понижена относительно средних величин, а там, где преобладает испарение, – повышена. Наибольшие значения солености наблюдаются в так называемых бассейнах осолонення, где испарение существенно превышает количество атмосферных осадков, что и приводит к повышению солености. Типичные моря этого типа – Средиземное и Красное, в них соленость достигает 38–42%с. В районах впадения крупных рек (Амазонка, Конго, Янцзы, Ориноко и др.), особенно в период половодья, в приповерхностных слоях океанических вод наблюдается сильное опреснение.
   Соленость морей сильно отличается от солености МО. Соленость воды Балтийского (10–12‰), Черного (16–18‰), Азовского (10–12%с), Белого (24–30‰) морей обусловлена опресняющим влиянием речных вод и атмосферных осадков.
   Наряду с соленостью одним из главных параметров морской воды является температура, измерение которой производится при любых океанологических исследованиях. Температура есть показатель интенсивности движения молекул вещества, в данном случае молекул воды. Высокоточные измерения температуры необходимы для расчета потоков тепла в океане, процессов перемешивания морских вод, сезонных изменений теплосодержания деятельного слоя и еще многих других важных характеристик.
   Температура в океанологии (принято обозначать прописной буквой 7) обычно измеряется по стоградусной шкале Цельсия (°С), в некоторых странах употребляется шкала Фаренгейта (°F):

   °С = 5/9(°F – 32).

   Для отдельных расчетов необходимо, чтобы температура была представлена в абсолютной шкале Кельвина (°К). Напомним, что 1 °К = = 1 °C, но в кельвинах исчисление идет от абсолютного нуля, равного -273,15 °C. Тогда

   Т °К = Т °С + 273,15.

   Диапазон изменений температуры океанской воды относительно невелик и в среднем находится в пределах от —2 до +30 °C. Приведенные значения лимитируются, с одной стороны, температурой замерзания, а с другой – теплообменом между океаном и атмосферой. В основной своей массе вода в океане холодная, средняя температура ее составляет 3,73 °C. Воды с температурой выше 20 °C наблюдаются только в экваториальном и тропических поясах, но и там лишь в приповерхностном слое, примерно до глубины 200 м.
   Высокая температура поверхностного слоя с ростом глубины убывает очень быстро и на горизонте 1000 м в среднем составляет 4,2 °C, а в слое от 2000 до 5000 м изменяется соответственно от 2,3 до 1,2 °C.
   Температурный режим вод МО определяется тепловым балансом. Океан получает теплоту за счет суммарной солнечной радиации, конденсации влаги на водной поверхности, льдообразования и химикобиологических процессов, идущих с выделением теплоты. В океан поступает теплота, приносимая атмосферными осадками, речными водами; на температуре глубоководных слоев сказывается теплота Земли. Об этом свидетельствуют высокие, до 260 °C, температуры во впадинах Красного моря: вода здесь – горячий рассол с соленостью 270‰. Теряется теплота за счет эффективного излучения водной поверхности, испарения воды, таяния льда, турбулентного обмена с атмосферой, нагрева холодной воды рек и течений. Определяющее значение в тепловом балансе имеет приход солнечной радиации и расход тепла на испарение.
   Средняя годовая температура МО составляет 17,4 °C. Наибольшая средняя годовая температура воды отмечена для Тихого океана (19,1 °C), наименьшая – для Северного Ледовитого океана (0,75 °C). Распределение теплоты в толще океанской воды происходит благодаря конвекции и перемешиванию в результате волнения и течений. Температура воды с глубиной понижается. На некоторой глубине в толще воды наблюдается резкое понижение температуры, здесь выделяется слой температурного скачка – термоклин. По изменению температуры воды с глубиной различают несколько типов распределения температур.
   В экваториальном типе температура воды быстро уменьшается от 26,65 °C на поверхности до 10,74 °C на глубине 300 м. Термоклин наблюдается на глубине 200–300 м. Далее, до глубины 1000 м, температура воды уменьшается медленно, а глубже остается практически постоянной.
   В тропическом типе температура воды резко падает от 26,06 °C на поверхности до 13,60 °C на глубине 300 м, далее температура воды изменяется более плавно.
   В субтропическом типе температура воды уменьшается от 20,3 °C на поверхности до 13,1 °C на глубине 300 м. В субполярном типе температура уменьшается от 8,22 °C на поверхности до 5,20 °C на глубине 150 м. Полярный тип характеризуется уменьшением температуры воды до глубины 100 м, затем температура начинает повышаться до 1,8 °C на глубине 400 м за счет притока теплых атлантических вод. На глубине 1000 м температура воды равна 1,55 °C. В слое до 1000 м от поверхности наблюдается зональное изменение температуры и солености воды, глубже характеристики воды остаются практически постоянными.
   Важнейшим параметром морской воды является ее плотность – отношение массы вещества к его объему (кг/м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

). Плотность воды зависит от содержания солей, температуры и глубины, на которой находится вода. При увеличении солености воды плотность возрастает. Она увеличивается при понижении температуры, при усилении испарения (так как повышается соленость воды), при образовании льда. С глубиной плотность растет, хотя и очень незначительно из-за малого коэффициента сжимаемости воды.
   Малейшие изменения плотности в океане вызывают движение воды, приводя к возникновению вертикальных (конвекция) и горизонтальных (плотностные течения) потоков. Поэтому плотность воды всегда учитывается при любых океанологических расчетах. В морской воде она рассчитывается по температуре и солености, определенным в какой-либо точке тем или иным способом. Плотность морской воды из-за присутствия солей всегда превышает плотность пресной. Так, если в пресной воде при температуре 4 °C плотность составляет 1000 кг/м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, то в морской воде при той же температуре и солености 35 ‰ плотность равна 1027,81 кг/м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

(при атмосферном давлении 1013 гПа).
   В океанологических расчетах плотность должна быть известна с точностью не менее 0,01. Плотность воды в океане увеличивается при понижении температуры, возрастании солености, повышении гидростатического давления и, соответственно, уменьшается при обратном изменении перечисленных характеристик. Изменения плотности в океанах относительно невелики, и на поверхности ее значения обычно не выходят за пределы интервала 1025–1033 кг/м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, так что первые две цифры значения плотности воды всегда остаются неизменными. Поэтому в океанологии в большинстве случаев используется условная плотность, иначе называемая аномалией плотности, и вместо истинного значения плотности 1027,81 записывается значение условной плотности, равное 27,81.
   В физике плотность принято обозначать греческой буквой ρ, условная плотность в океанологии обозначается греческой буквой σ:

   σ = ρ – 1000.

   Большое значение имеет распределение плотности по вертикали. В большинстве случаев плотность с ростом глубины увеличивается, но нередко, особенно в верхних слоях океана, возникает иная картина. В результате интенсивного испарения, сезонного охлаждения, а также в процессе льдообразования происходит осолонение верхнего слоя воды, что приводит к увеличению плотности. При этом более плотная, «тяжелая» поверхностная вода начинает погружаться, а на смену ей поднимается «легкая», менее плотная вода. Возникает плотностная конвекция, приводящая к вертикальному перемешиванию и восстановлению равновесного состояния.
   С распределением плотности по вертикали связано понятие устойчивости. Эта характеристика дает представление о поведении некоей частицы, помещенной в наблюдаемый слой воды, а именно: останется ли она в покое, будет ли тонуть или всплывать в зависимости от плотности воды выше и ниже горизонта ее расположения. Если частица не перемещается по вертикали, следовательно, она находится в равновесном положении, ее плотность равна плотности окружающей воды. Такое состояние обычно называют безразличной стратификацией, во втором случае (частица тонет) налицо неустойчивая стратификация, а в случае всплытия частицы – стратификация устойчивая. Расчет величины устойчивости обычно производится на каждой океанологической станции и дает представление о наличии или отсутствии процесса вертикальной конвекции в данном районе.
   Хорошо известно, что пресная вода замерзает при температуре около О °С, а наибольшую плотность (1000 кг/м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

) имеет при температуре 4 °C. Если температура воды выше или ниже этого значения, вода имеет меньшую плотность. Для пресных водоемов средних и высоких широт (в районах сезонного замерзания) это имеет большое значение. При осеннем понижении температуры вертикальная конвекция в них прекращается, когда в глубинных слоях температура всюду опустится до отметки 4 °C. Иначе говоря, бассейн заполнится водой наибольшей плотности. В дальнейшем до точки замерзания будет охлаждаться только тонкий поверхностный слой, который в результате и замерзнет. Глубокие пресноводные бассейны по этой причине никогда не промерзают до дна. Иная картина наблюдается в океане.
   Из общего курса физики известно, что точка замерзания есть такая температура, при которой упругости насыщающего пара жидкой (вода) и твердой (лед) фаз одинаковы. В то же время упругость насыщающего пара над раствором всегда ниже, чем над чистым растворителем, а это обстоятельство ведет к понижению точки замерзания раствора. В случае морской воды мы имеем дело со слабым раствором, температура замерзания которого постепенно понижается с ростом концентрации растворенных солей (табл. 12).

   Таблица 12
   Температура замерзания для вод с разной соленостью

Одновременно с увеличением солености растет плотность морской воды и понижается температура наибольшей плотности. Если проследить изменение температур замерзания и наибольшей плотности в зависимости от величины солености, то получится картина, изображенная на рис. 30.

   Рис. 30. Зависимость температуры замерзания (1) и температуры наибольшей плотности(2) от солености (S)

   Видно, что графики температур наибольшей плотности и замерзания пересекаются в точке с координатами: – 1,33 °C (температура) и 24,7%с (соленость), следовательно, замерзание воды с соленостью выше указанного значения наступает раньше, чем будет достигнута наибольшая плотность. Для большинства морских водоемов это означает, что возникшая с началом осеннего охлаждения конвекция будет продолжаться непрерывно на протяжении всего холодного сезона, даже после начала льдообразования. Наибольшая плотность морской воды будет иметь разные значения в зависимости от температуры замерзания и солености, при которой началось льдообразование.
   Соленость 24,7‰ разграничивает воды соленые, или собственно морские, и так называемые солоноватые, занимающие нишу между пресными и солеными. Отсюда следует, что такие моря, как Азовское, Балтийское, Каспийское, относятся к солоноватым бассейнам и осенне-зимняя конвекция в них протекает по типу пресных водоемов.
   Плотность воды изменяется зонально – от экватора к полюсам. На экваторе плотность воды небольшая – 1022–1023 кг/м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, что обусловлено пониженной соленостью и высокими значениями температуры воды. К тропическим широтам плотность воды возрастает до 1024–1025 кг/м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

из-за увеличения солености воды вследствие повышенного испарения. В умеренных широтах плотность воды средняя, в полярных – увеличивается до 1026–1027 кг/м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

из-за понижения температуры.
   Вода обладает еще одним важным свойством, от которого существенно зависят ее физические характеристики и даже некоторые процессы в океане. Речь идет о сжимаемости морской воды, которая проявляется на глубинах под давлением вышележащих слоев. В привычных для человека условиях атмосферного давления, т. е. на поверхности океана, сжимаемость воды незаметна. Но в глубинах океана давление составляет сотни ашосфер. Так вот, если бы вода была несжимаема, уровень океана поднялся бы на 30 м по сравнению с тем, который мы наблюдаем.
   Сжатие воды на большой глубине приводит, таким образом, к уменьшению объема, что вызывает адиабатическое повышение температуры,, пропорциональное коэффициенту теплового расширения. Что произойдет, если воду с большой глубины адиабатически (без теплообмена с окружающей средой) поднять на поверхность? Предположим, с глубины 3938 м, где измерена температура 1,52 °C и определена соленость 34,68‰, вода поднята на поверхность. Ее объем увеличится, что приведет к адиабатическому понижению температуры до 1,2 °C. Такая температура носит название потенциальной.
   Способность воды растворять газы зависит от температуры, солености и гидростатического давления. Чем выше температура и соленость воды, тем меньше газов может в ней раствориться.
   В воде океанов растворены различные газы: кислород, углекислый газ, аммиак, сероводород и др. Газы попадают в воду из атмосферы, за счет речного стока, биологических процессов, подводных вулканических извержений.
   Наибольшее значение для жизни в океане имеет кислород. Он участвует в планетарном газообмене между океаном и атмосферой. В активном слое океана ежегодно образуется 5 · Ю -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

т кислорода. Кислород поступает из атмосферы и выделяется при фотосинтезе водных растений, расходуется на дыхание и окисление.
   Углекислый газ находится в воде в основном в связанном состоянии, в виде углекислых соединений. Он выделяется при дыхании организмов, при разложении органического вещества, расходуется на строительство скелета кораллами.
   Азот всегда есть в воде океана, но его содержание по отношению к другим газам меньше, чем в атмосфере. В некоторых морях в глубине может накапливаться сероводород, происходит это благодаря деятельности бактерий в бескислородной среде, а также поступлению по зонам тектонических разломов. В Черном море отмечено сероводородное загрязнение, содержание его достигло 6,5 см -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

/л, организмы в такой среде не живут.
   Прозрачность воды зависит от рассеяния и поглощения солнечной радиации, от количества минеральных частиц и планктона. Наибольшая прозрачность отмечена в открытом океане в тропических широтах и равна 60 м. Уменьшается прозрачность воды на мелководье вблизи устьев рек. Особенно резко уменьшается прозрачность воды после шторма (до 1 м на мелководье). Наименьшая прозрачность наблюдается в океане в период активного размножения планктона. От прозрачности воды зависит глубина проникновения солнечных лучей в толщу океана и, следовательно, распространение фотосинтезирующих растений. Организмы, способные усваивать солнечную энергию, живут на глубине до 100 м.
   Толща чистой воды имеет голубой или синий цвет, большое количество планктона приводит к появлению зеленоватого оттенка, вблизи рек вода может быть коричневой.
   Каждая морская экспедиция начинается с определения вышеперечисленных характеристик. Средние значения температуры, солености и других параметров уже достаточно хорошо известны. Сегодня важно как можно лучше исследовать пространственную и временную изменчивость разных параметров, понять, какие причины вызывают изменение свойств воды в океане и как это отражается на всей географической оболочке Земли.

6.3. Циркуляция воды в Мировом океане

   Вся масса океанических вод непрерывно движется, благодаря чему происходит постоянное перемешивание, обеспечивающее проникновение кислорода на глубину и вынос питательных веществ на поверхность. По площади и глубине распространения и характеру движения циркуляцию вод в океане делят на течение, волнение и одиночные волны.
   Одной из самых важных форм движения в океане являются морские течения – более или менее правильные перемещения водных масс в горизонтальном направлении. Течения захватывают сравнительно неглубокий слой воды, имеют по сравнению с длиной небольшую ширину и отчасти напоминают реки, которые текут в «берегах» из воды. Океанические течения вызываются действием ветра, силы тяжести, приливообразующих сил. На их направление и скорость оказывают влияние сила Кориолиса и внутреннее трение воды. Трение вызывает завихрения на границах слоев с разной плотностью, сила Кориолиса приводит к отклонению водных потоков от направления ветра вправо в СП и влево – в ЮП. По мнению Л.П. Шубаева (1977), перемещение водных и воздушных масс определяется общей закономерностью: неравномерным нагреванием и охлаждением поверхности Земли. От этого в одних районах возникают восходящие токи и убыль массы, в других – нисходящие токи и увеличение массы. Перенос масс – это движение водных масс, т. е. приспособление их к полю силы тяжести, стремление к равномерному распределению.
   По глубине распространения течения подразделяют на поверхностные, подповерхностные, глубинныеи придонные.Достаточно хорошо изучены только поверхностные.
   По происхождению поверхностные течения делятся на фрикционные (ветровые, дрейфовые), градиентные (сточные, компенсационные, плотностные) и приливно-отливные. Фрикционные течения, вызванные временными ветрами, называют ветровыми. Под действием постоянных ветров образуются дрейфовые течения. Сточные течения возникают в случае поднятия уровня воды, вызванного ее притоком, обилием атмосферных осадков. Компенсационные течения образуются при опускании уровня воды, обусловленном испарением или оттоком воды. Плотностные течения появляются из-за различий в плотности воды.
   По соотношению температуры течения и окружающей воды течения делятся на теплые, холодные и нейтральные. Теплымназывается такое течение, температура которого выше, чем температура окружающей воды. Холодные теченияхарактеризуются более низкой температурой, чем температура окружающей воды. Нейтральные теченияобразуются при равных температурах течения и окружающей воды. При этом температура воды не играет роли в образовании течений. Например, температура холодного Перуанского течения равна 22 °C, но она на 6 °C ниже температуры поверхностных вод в этом районе (15–18°ю.ш.).
   По продолжительности (устойчивости) течения разделяются на постоянные, периодические и временные. Постоянные течениясохраняют направление и среднюю скорость, они возникают в результате воздействия постоянных ветров или сточно-компенсационных процессов. Периодические теченияформируются под воздействием муссонов, направление и скорость их меняются. Временные течениявызываются временными, непериодическими ветрами, направление и скорость таких течений изменчивы.
   Схема течений МО отражает, прежде всего, распределение господствующих ветров (рис. 31). Под влиянием основных центров действия атмосферы, формирующих соответствующую устойчивую систему ветровых переносов над морской поверхностью в Мировом океане, сложилось 10 мощных, практически стационарных, циркуляционных систем, имеющих протяженность по меридиану 2–5 тыс. км, а по параллели – от 5 до 15 тыс. км:
   ✓ экваториальная;
   ✓ пять тропических – Северо-Атлантическая (Азорская), Северо-Тихоокеанская (Гавайская), Южно-Атлантическая, Южно-Тихоокеанская и Южно-Индийская;
   ✓ две умеренные северного полушария – Атлантическая (Исландская), Тихоокеанская (Алеутская);
   ✓ Циркумполярная антарктическая;
   ✓ Антицикл оническая арктическая.

   Рис. 31. Схема поверхностных течений Мирового океана: 1 — теплые течения; 2 — холодные течения

   Скорости и направления течений описывают законы Экмана (1905 г.). Первый закон формулирует причину возникновения течений: течение вызывается тангенциальным трением ветра о воду Во втором законе говорится о скорости течений: скорость дрейфового течения увеличивается при увеличении скорости ветра и уменьшается с увеличением широты. Третий закон формулируется так: направление поверхностного течения не совпадает с направлением ветра. Течение отклоняется от направления ветра вправо в СП, влево – в ЮП. Отклонение составляет 45°. В четвертом законе рассматривается влияние силы трения: вследствие трения движение воды, вызванное ветром, передается расположенным ниже слоям. Скорость течения при этом уменьшается, а направление его на некоторой глубине меняется на противоположное, что практически означает его прекращение. Многочисленные измерения показали, что течения оканчиваются на глубинах 200–300 м (слой Экмана).
   Экваториальная системапредставлена Экваториальным противотечением, которое образуется как компенсационное между пассатными. Теоретически доказано, что поворот струй в открытом океане происходит в результате бокового трения и отсутствия ветра (затишье).
   Тропические антициклонические системыокеанских течений самые крупные. Они простираются от одного берега океана до другого на 6–7 тыс. км в Атлантическом океане и 14–15 тыс. км в Тихом, а по меридиану от экватора до 40° широты – на 4–5 тыс. км. Течения устойчивые и мощные, особенно в СП, в основном замкнутые. Как и в тропических атмосферных антициклонах, движение воды идет по часовой стрелке в СП и против ее хода в ЮП. От восточных берегов океанов (западных берегов материков) поверхностная вода сносится к экватору, на ее место из глубины поднимается (дивергенция) и компенсационно поступает из умеренных широт холодная. Так образуются холодные течения Канарское, Калифорнийское, Перуанское, Бенгельское и Западно-Австралийское. Скорость течений небольшая, около 10 см/с.
   Струи компенсационных течений вливаются в Северное и Южное пассатные или экваториальные теплые течения. Скорость их большая: 25–50 см/с, на тропической периферии – до 150–200 см/с.
   Подходя к берегам материков, пассатные течения естественно отклоняются, образуя сточные течения: Бразильское, Гвианское и Антильское, Восточно-Австралийское и Мадагаскарское. Скорость течений 75-100 см/с.
   Гвианское и Антильское течения омывают Антильские острова, и большая часть воды заходит в Мексиканский залив, из которого начинается стоковое течение Гольфстрим. Начальный его участок во Флоридском проливе называется Флоридским течением, глубина которого аномальна – 700 м, ширина составляет 75 км, мощность – 25 млн м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

/сут, что в 20 раз больше расхода всех рек Земли.
   Циклонические системы умеренных широтразличны в СП и ЮП и зависят от расположения материков.
   Северные циклонические системы – Исландская и Алеутская – весьма обширны: с запада на восток они протягиваются на 5–6 тыс. км и с севера на юг – около 2 тыс. км. Система циркуляции в Северной Атлантике начинается теплым Северо-Атлантическим течением, за ним нередко сохраняется название начального участка Гольфстрима, однако собственно Гольфстрим («течение залива») продолжается не далее Ньюфаундлендской банки. Начиная от 40° с.ш. водные массы вовлекаются в циркуляцию умеренных широт и под действием западного переноса и силы Кориолиса от берегов Америки направляются к Европе. Благодаря активному водообмену с Северным Ледовитым океаном Северо-Атлантическое течение проникает в полярные широты, где циклоническая деятельность формирует несколько круговоротов течений – Ирменгера, Норвежское, Шпицбергенское, Нордкапское.
   Таким образом, Гольфстримом в узком смысле называется стоковое течение от Мексиканского залива до 40° с.ш., в широком – система течений в Северной Атлантике и в западной части Северного Ледовитого океана.
   Второй круговорот находится у северо-восточных берегов Америки и включает течения Восточно-Гренландское и Лабрадорское. Они выносят основную массу арктических вод и льдов.
   Циркуляция северной части Тихого океана аналогична Северо-Атлантической, но отличается от нее меньшим водообменом с Северным Ледовитым океаном. Стоковое течение Куросио переходит в Северо-Тихоокеанское, идущее к Северо-Западной Америке, обычно на всем протяжении оно называется Куросио, в Ледовитый океан попадает относительно небольшая масса воды. Холодные течения Алеутское, Камчатское и Ойясио образуются из холодных вод Тихого океана вне связи с Ледовитым.
   Циркумполярная антарктическая системапредставлена одним течением Западных ветров. Это самое мощное течение в МО. Оно охватывает Землю сплошным кольцом в поясе от 35—0 до 50—0° ю.ш. Ширина его около 2000 км, мощность 185– 15 км -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

/с, скорость в поверхностном слое 0,4–0,9 км/ч, на глубине – до 0,4 км/ч. Как и другие, циркумполярное течение Западных ветров незамкнутое: от него отходят ветви, вливающиеся в Перуанское, Бенгельское и Западно-Австралийское течения.
   Антициклоническая арктическая системав циркуляции вод МО генетически соответствует Арктическому барическому максимуму и ложбине Исландского минимума и представлена главным течением Ледовитого океана – Западным арктическим. Оно переносит воды и льды с востока на запад по всему Ледовитому океану к проливу Нансена между Шпицбергеном и Гренландией. Его продолжением является Восточно-Гренландское, а ветвями – Полярное, Баффиново и Лабрадорское течения.
   Циркуляция вод МО диссимметрична относительно экватора. Течения, идущие с юга на север, мощные и простираются на большие расстояния. В СП это Северное Пассатное – Гвианское – Гольфстрим – Северо-Атлантическое от экватора до Шпицбергена, Северное Пассатное в Тихом океане – Куросио – Северо-Тихоокеанское от экватора до Берингова пролива; в ЮП – Перуанское и Бенгельское от Южного океана до экватора. Течения, направленные с севера на юг, угнетенные, идут на небольшие расстояния (не более 30° широты): Бразильское, Игольного мыса, Западно-Австралийское, Лабрадорское и Камчатское.
   Причина диссимметрии, вероятно, заключается в том, что к северу от экватора господствует меридиональный перенос, а в ЮП – зональный, а также положением и формой материков.
   Значение морских течений:
   ✓ транспортная роль по отношению к тонкозернистым осадкам и к тонкой мути, взвешенной в морской воде;
   ✓ перенос планктона – мельчайших организмов, не имеющих плавательных приспособлений и пассивно увлекаемых движением воды;
   ✓ влияние на климат: около половины переноса тепла из низких широт в высокие осуществляется морскими течениями, а остальная половина – путем обмена воздушными массами; морские течения создают термические аномалии (западные побережья Калифорнии, Южной Америки, Африки и Австралии, омываемые холодными течениями, холоднее, чем внутренние части материков, и, наоборот, климат на побережьях, омываемых теплыми течениями, теплее и мягче, чем внутри материка).
   Волнение – колебательное движение воды, которое охватывает только поверхностные водные массы, – частный случай ритмических колебательных движений в природе. Волнение образуется в результате нарушения равновесия уровенной поверхности и стремления силы тяжести восстановить его. Волны, существующие под непосредственным воздействием этих сил, называются вынужденными, волны, продолжающиеся после исчезновения силы, – свободными (инерционными).
   В поперечном разрезе волны выделяются: гребень– наивысшая точка волнового профиля; подошва– низшая точка волнового профиля. Высота волны — расстояние от подошвы до гребня. Длина волны – расстояние между двумя гребнями или подошвами. Крутизна волны – отношение высоты волны к половине ее длины. Скорость волны– расстояние, пробегаемое гребнем в единицу времени. Период — промежуток времени между прохождением двух гребней волны (рис. 32).

   Рис. 32. Элементы волны

   Волнение возникает при воздействии ветра на поверхность воды. При малых скоростях ветра (около 5 м/с) образуются волны ряби.При усилении ветра устанавливается волнение. Волны образуют параллельные ряды, т. е. являются двухмерными, они имеют только длину и высоту. Когда скорости ветра и движения волны выравниваются, волны перестают расти в высоту, достигая своего максимального значения. Такое волнение называется установившимся.При затухании ветра образуются волны зыби– длинные пологие волны длиной сотни метров, высотой несколько метров. Высота ветровых волн в среднем 4–5 м, длина 150–200 м.
   Наибольшие ветровые волны образуются в ЮП, у берегов Антарктиды, где дуют постоянные западные ветры (30–35 м в высоту и 400 м в длину). В СП наибольшие ветровые волны возникают на 40–45° с.ш. в Тихом и Атлантическом океанах (34 м высотой и 800 м длиной). Высокие ветровые волны могут возникать в Аравийском море и Бенгальском заливе.
   Одиночные волны распространены во всей массе воды и образуются в результате изменения давления (барические волны), действия приливных сил (приливные волны) и землетрясений (цунами).
   Цунамивозникают при силе подземного толчка больше 6 баллов и расположении гипоцентра на глубине до 40 км. В открытом океане цунами незаметны, они имеют длину 200–300 км (до 1000 км), высоту 1–2 м, скорость 400–800 км/ч. При подходе к берегу высота волны резко увеличивается (максимальная – 85 м). За последнее тысячелетие ученые зарегистрировали около 1000 катастрофических цунами, причем большая их часть приходится на северо-запад Тихого океана. Мощнейшее из всех известных цунами, высотой 50,9 м, было вызвано Бандо-Ачехским землетрясением (Юго-Восточная Азия), которое произошло 26 декабря 2004 г. От цунами пострадали Индонезия, Шри-Ланка, Таиланд, Сомали. 11 марта 2011 г. цунами с высотой волны, превышавшей 10 м, было вызвано Японским землетрясением с магнитудой 9,1, эпицентр его находился в 373 км северо-восточнее Токио.
   Приливообразующие силы вызывают изменение уровня поверхности океанов. Колебания уровней называются приливами (уровень повышается и достигает наивысшего положения, называемого полной водой) и отливами (уровень понижается до низшего, называемого малой водой).
   Теоретически полный цикл (два прилива и два отлива) должен завершаться за 24 ч 50 мин, а каждый прилив и отлив длиться по 6 ч 12 мин 30 с. Действительная картина осложняется многими причинами:
   1. Приливы образуются не только под действием притяжения Луны, но также и Солнца. Приливообразующая сила Солнца в связи с его удаленностью меньше лунной (0,46 ее величины).
   2. В течение 27,5 сут Луна делает полный оборот вокруг Земли. За это время ее склонение дважды меняется от 23° северного до 23° южного, что вызывает суточное неравенство приливов по высоте и продолжительности.
   3. Расстояние от Земли до Солнца в течение года различно, а так как приливообразующая сила зависит от третьей степени расстояния до светила, то апогейные лунные приливы на 40 %, а солнечные на 10 % больше, чем перигейные.
   4. Сложность еще больше увеличивается от разнообразного влияния на приливную волну расположения материков и их береговой линии.
   5. Благодаря вязкости воды, ее трению о дно и одного слоя о другой наступление прилива несколько запаздывает по отношению ко времени прохождения Луны через меридиан данного места. Величина этого запаздывания называется лунным промежутком, который представляет собой отрезок времени между прохождением Луны через меридиан данного места и ближайшей полной водой.
   Благодаря сочетанию всех названных причин продолжительность приливов в разных местах океана различна. Принято различать приливы полусуточные (почти соответствуют теоретическим: за 24 ч 50 мин наступает две полные и две малые воды), суточные (одна полная и одна малая вода) и смешанные (изменение приливов в течение месяца от полусуточных до суточных).
   Самый большой на Земле прилив (до 18 м) бывает в бухте Ноэль в заливе Фанди у Новой Шотландии. У берегов России самый высокий прилив (до 12 м) образуется на севере Охотского моря, в Пенжинской губе. Приливы больше 5 м наблюдаются только в узких заливах и проливах, а у сравнительно прямых – около 2–3 м. Во внутренних морях приливы очень незначительны: в Черном море – 13 см, Балтийском – 4,8 см, Средиземном – до 1 м (около Венеции).
   Значение океанических приливов заключается в создании приливного трения, перемешивании воды, формировании берегов, создании особых экологических условий в прибрежной полосе моря. Приливную энергию используют при строительстве ПЭС.

6.4. Океан – среда жизни и источник природных ресурсов

   Мировой океан – самый большой биоцикл, или жизненная область, нашей планеты. Два других биоцикла – суша и внутренние водоемы – значительно меньше. Жизненная среда океана непрерывна, не имеет границ, препятствующих расселению организмов. В настоящее время в океане насчитывается около 160 000 видов животных и 10 000 видов растений (Войткевич, Вронский, 1996).
   Разнообразие органической жизни в океане делится на четыре группы: планктон, нектон, бентос и плейстон. Планктон (парящий) представляет группу микроскопических организмов, которые парят в водной толще и не могут передвигаться против течений. Среди них есть пассивно плавающие растения (фитопланктон) и животные (зоопланктон) – мельчайшие растительные (преимущественно водоросли) и животные (одноклеточные, рачки, черви, медузы, либо невидимые, либо размером в ничтожные доли миллиметра, исключение составляют медузы до 1–2 м в поперечнике) организмы. Нектон (плавающий) образует группа активно плавающих в воде рыб, млекопитающих, моллюсков, способных перемещаться на огромные расстояния. Бентос (глубинный) состоит из организмов, обитающих на дне. Донные организмы могут быть прикрепленными, сидячими (кораллы, водоросли, губки), роющими (моллюски), ползающими (ракообразные) или свободно плавающими у самого дна (камбала, скаты). Плейстон – совокупность организмов, живущих у поверхностной пленки воды.
   Для океана характерна циркумконтинентальная зональность: наиболее богаты прибрежные воды шельфа, в открытом океане число организмов резко сокращается.
   Прибрежная фауна и флора МО исключительно богата организмами. Здесь очень разнообразны физико-географические условия – изменчива соленость, характерны волнения, приливы, течения, различен характер грунта. В прибрежной зоне распространено огромное количество видов бентоса. Одни из них неподвижные (губки, кораллы, мшанки), другие – подвижные (ежи, морские звезды, моллюски). Обитатели скального субстрата прочно прикрепляются к его поверхности, например водоросли. На песчаном и илистом грунте обитают крабы, улитки, моллюски и черви. Для прибрежной зоны тропических морей характерны коралловые рифы.
   В открытом океане экологическая обстановка более однообразна, чем в прибрежной зоне. Здесь господствуют организмы, проводящие всю жизнь на плаву. Очень разнообразна группа активно плавающих рыб, китообразных, тюленей, кальмаров и т. д. Многие виды морских организмов способны вырабатывать электрическую энергию, в океане найдено около 250 видов таких рыб (электрические угри способны вырабатывать ток напряжением 600 В).
   Океан располагает энергетическими, биологическими и минеральными ресурсами. Основную часть мирового улова (55 %) дает Тихий океан: больше половины вылавливается в северной части, треть – в южной части и меньшая доля – в тропической. В Атлантическом океане добывается 41 % всех морских продуктов и более половины (68 %) – в северной его части. На Индийский океан приходится только 5 % мирового улова. Основные морские промыслы располагаются в пределах шельфа; 5 % акватории МО дают около 90 % мировой добычи биологической массы.

6.5. Воды суши

   Вода попадает на сушу в результате испарения с поверхности МО и переноса в атмосфере, т. е. в процессе мирового влагооборота. Атмосферные осадки после выпадения на поверхность суши делятся на четыре неравные и изменчивые части: одна испаряется, другая в виде ручьев и рек стекает обратно в океан, третья просачивается в почву и грунт, четвертая превращается в горные или материковые ледники. В соответствии с этим на суше имеется четыре типа скопления воды: реки, озера, подземные воды, ледники. Кроме того, вода в больших количествах находится в почвах и болотах.
   Реки. Река – естественный водный поток, длительное время протекающий в сформированном им ложе – русле. Объем воды, заключенный в реках, составляет 1200 км -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, или 0,0001 % от общего объема воды. Река имеет исток и устье. Исток – место, где река приобретает определенные очертания и наблюдается течение. Река может начинаться от слияния ручьев, питающих их источников, вытекать из болота, озера, ледника в горах. Исток и начало реки – неравнозначные понятия. Река может начинаться от слияния двух рек (например, реки Бия и Катунь при слиянии образуют реку Обь) или вытекать из озера (Ангара). Устье – место впадения реки в приемный бассейн: море, озеро или другую, более крупную, реку.
   Река со своими притоками составляет речную систему, включающую главную реку и притоки различного порядка. Реки, впадающие в главную реку, называются притоками первого порядка, их притоки – притоками второго порядка и т. д. Площадь суши, с которой река собирает воду, называют бассейном реки. Бассейн главной реки включает бассейны всех ее притоков и охватывает площадь суши, занятую речной системой.
   Линия, разделяющая соседние речные бассейны, называется водоразделом. Хорошо выражены водоразделы в горах, где они проходят по гребням хребтов, на равнинах водоразделы находятся на плоских междуречьях (плакорах). Главный водораздел Земли отделяет две покатости на поверхности планеты – сток рек, впадающих в Тихоокеанско-Индийский бассейн (47 %), от стока рек, впадающих в Атлантический и Северный Ледовитый океаны (53 %) (рис. 33).
   Каждая река характеризуется длиной, шириной, глубиной, площадью бассейна, падением (превышение истока над устьем, см) и уклонами (отношение падения реки к длине реки, см/км), скоростями течения, расходами воды (количество воды, проходящее по руслу в единицу времени, м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

/с), твердым стоком (наносами) и химическим расходом. По характеру течения реки бывают равнинными и горными. Равнинные реки имеют широкие долины, небольшое падение, малые уклоны и медленное течение.
   Из крупнейших рек России наименьший уклон имеет река Обь (4 см/км), немного больше у Волги (7 см/км). Самый большой уклон у Енисея (37 см/км). Горные реки отличаются узкими долинами и бурным течением, так как имеют большой уклон. Например, уклон Терека 500 см/км.
   В русле реки встречаются глубокие и мелкие участки. Мелководные участки называют перекатами, скорость течения здесь увеличивается. Наиболее глубокие участки русла между двумя перекатами называются плесами, скорость течения здесь медленнее.
   Фарватер – линия, соединяющая наиболее глубокие места вдоль русла. В некоторых местах русла на поверхность могут выходить трудно эродируемые кристаллические породы (граниты, кристаллические сланцы), в таких местах на реке образуются быстрины, пороги, водопады, каскады и скорость течения реки резко увеличивается.

   Рис. 33. Главный водораздел земного шара:1 — Атлантический склон; 2 — Тихоокеанский склон

   Самый высокий водопад на Земле – Анхель (1054 м) на реке Чурун в Южной Америке. Самый широкий водопад в мире – Кон (Кхон) находится на реке Меконг (12–13 км) в Юго-Восточной Азии (Индокитай). В Южной Америке, на границе Бразилии и Аргентины, в национальном парке Игуасу, находится самый полноводный водопад в мире – Игуасу (объем падающей воды 1750 м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

/с).
   Питанием рекназывается поступление воды в их русла; ее приносят поверхностный и подземный стоки. В питании рек принимают участие дождевые, талые снеговые, ледниковые и подземные воды. Роль того или иного источника питания, их сочетание и распределение во времени зависят, главным образом, от климатических условий. Преобладающий источник питания формирует внутригодовое распределение стока – режим реки. Годовой сток — количество воды, которое река выносит за год. В зависимости от питания количество воды в реке меняется в течение всего года. Эти изменения проявляются в колебаниях уровня воды в реке, получивших названия «половодье», «паводок» и «межень».
   Половодье — ежегодно повторяющееся в один и тот же сезон относительно длительное и значительное увеличение количества воды в реке. Паводок – относительно кратковременные и непериодические подъемы уровня воды в реке, вызываемые поступлением в реку дождевых (талых) вод. Межень – наиболее низкое стояние воды в реке при преобладании подземного питания.
   Первая классификация рек по условиям питания предложена в 1884 г. известным русским климатологом А.И. Воейковым, который рассматривал реку как «продукт климата» и выделил три типа рек:
   ✓ питающиеся исключительно талыми водами снегов и льдов (реки пустынь, окаймленных горами со снежными вершинами, – Амударья, Сырдарья и реки полярных стран);
   ✓ питающиеся только дождевыми водами (реки с зимним разливом – реки Европы и Средиземноморского побережья, реки тропических стран и муссонных областей с летним разливом – Инд, Ганг, Нил, Амур, Амазонка, Конго, Янцзы);
   ✓ смешанного питания (реки Восточно-Европейской равнины, Западной Сибири, Северной Америки).
   Кроме приведенной классификации существуют и другие, учитывающие как климат, так и иные факторы, например сток и режим.
   Наиболее полная классификация разработана М.И. Львовичем. Реки классифицируют в зависимости от источника питания и от характера распределения стока в течение года. Каждый из четырех источников питания (дождевое, снеговое, ледниковое, подземное) при определенных условиях может оказаться почти единственным, составляя более 80 %, преимущественным – от 50 до 80 % и преобладающим на 50 % (смешанное питание).
   Сток бывает весенним, летним, осенним и зимним. Сочетание различных комбинаций источников питания и вариантов стока дает возможность выделить типы водного режима рек. В основе типов лежит зональность: полярный тип, субарктический, умеренный, субтропический, тропический, экваториальный.
   В качестве примера рассмотрим реки России и СНГ, которые относятся к рекам субарктического, умеренного и субтропического типов водного режима рек.
   1. Реки субарктического типа имеют короткий режим питания за счет талых вод и снега, подземное питание очень незначительно. Многие, даже значительные реки промерзают почти до дна. Половодье – летом, причины – поздняя весна и летние дожди. Это реки Восточной Сибири (Яна, Индигирка, Колыма).
   2. Реки умеренного типа делятся на четыре подтипа:
   ✓ с преобладанием весеннего таяния снежного покрова – умеренный континентальный (реки центра европейской части России: Волга, Дон); в режиме рек с умеренным климатом выделяются четыре хорошо выраженные фазы, или гидрологических сезона, – весеннее половодье, летняя межень, осенний паводок и зимняя межень;
   ✓ с преобладанием таяния снега и дождей весной (сибирские реки в верховьях: Лена, Обь, Енисей);
   ✓ с дождевым питанием зимой (в России нет) – умеренный морской, или западноевропейский;
   ✓ с преобладанием дождевого питания летом (муссонные дожди) – умеренный муссонный (Амур, реки Дальнего Востока).
   3. Реки субтропического типа питаются зимой дождевыми водами (реки Крыма) или летом в результате таяния снегов в горах (Сырдарья, Амударья).
   Густота, или плотность, речной сети (выражается отношением длины водотоков на территории к площади последней) определяется количеством атмосферных осадков, а также рельефом территории. Больше всего рек во влажных тропических и муссонных областях. Количество воды, которое несут реки в среднем за год, называется водоносностью(м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

/с). Самая большая по водоносности река мира – Амазонка (среднегодовой расход составляет 7000 км -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

/год). Размеры реки зависят от площади материков, по которым они протекают, и от расположения водоразделов. Самая большая по длине – река Амазонка с притоком Укаяли (7194 м), ей уступает Нил с притоком Кагера (6671 м), затем Миссисипи с притоком Миссури (6019 м).
   Гидрографическая система той или иной страны представляет в основном производную от климата. Густота речной сети, характер питания рек, сезонные колебания уровней и расходов, время вскрытия и замерзания – все это управляется климатическими условиями и, как в зеркале, отражает климат тех мест, где река зарождается, а также тех районов, по которым река протекает.
   Озера. Озеро – внутренний водоем суши со стоячей или мало проточной водой, не сообщающийся с океаном, с особыми условиями жизни и специфическими организмами. Объем озерной воды составляет 278 тыс. км -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, или 0,016 % всего объема воды. В отличие от рек озера – водоемы замедленного водообмена. С этим связаны многие черты их режима: вертикальная и горизонтальная неоднородность, циркуляция воды, отложение в котловине твердого материала, характер биоценозов и, наконец, эволюция и отмирание водоема. В каждом озере выделяются три взаимосвязанные составные части:
   ✓ котловина – форма рельефа земной коры;
   ✓ водная масса, состоящая не только из воды, но и из растворенных в ней веществ – часть гидросферы;
   ✓ растительность и животный мир – часть живого вещества планеты.
   Образование озера начинается с образования котловины. Различают понятия «озерная котловина» и «ложе озера». Озерная котловина – углубление в поверхности суши (элемент рельефа), заполненное до некоторого уровня водой. Часть озерной котловины, заполненная водой, – ложе озера. По происхождению озерные котловины делятся на несколько генетических типов.
   Необходимым условием возникновения озер является наличие депрессий в земной коре и воды, которая заполняет эти углубления. Образовавшиеся депрессии в процессе эволюции превращаются в озерные котловины. Считается, что депрессии (котловины) образуются под действием двух основных геологических процессов: эндогенных и экзогенных. Возможно также действие этих процессов одновременно. Под влиянием эндогенных процессов образуются тектонические и вулканические котловины.
   Озерные котловины тектонического происхождениявозникают в связи с образованием прогибов земной коры (мульдовые озерные котловины – Чад, Эйр), трещин (трещинные котловины озер – озера Скандинавии, Карелии, Канады), сбросов, грабенов (Байкал, Великие Американские озера, Великие Африканские озера); такие котловины отличаются большой глубиной и крутизной склонов. Вулканические озерные котловиныбывают кратерными и кальдерными: кратерные занимают кратеры потухших вулканов, заполненные водой (многочисленны на Яве, Канарских островах, в Новой Зеландии); кальдерные близки по происхождению и морфологии к кратерным (например, котловины Курильского и Кроноцкого озер на Камчатке). Своеобразными вулканическими котловинами являются маары.
   Из экзогенных факторов в образовании котловин деятельное участие принимают вода, лед, ветер и др. Довольно многочисленна группа озерных котловин ледникового происхождения.Они могут быть равнинными (эрозионные, аккумулятивные, камовые, моренно-запрудные) и горными (моренно-запрудные и каровые). На равнинах котловины ледникового происхождения распространены на территории, подвергшейся последнему Валдайскому оледенению. Эрозионные ледниковые котловины распространены в пределах Балтийского и Канадского щитов, которые были центрами оледенения. Материковые льды сползали отсюда и эродировали тектонические трещины. Следовательно, эти котловины одновременно и тектонические, и ледниковые. Аккумулятивные озерные котловины образовались там, где ледник откладывал морену – рыхлые горные породы, снесенные из центральных областей (Ильмень, Белое, Псковско-Чудское и др.).
   К экзогенным котловинам относятся также углубления в земной коре, связанные с деятельностью речных и морских вод. Водно-эрозионныеи водно-аккумулятивные котловинысоздаются деятельностью рек (старицы) или представляют собой затопленные морем участки речных долин (лиманы, лагуны), отделенные от моря скоплением наносов (озера Кубанских плавней, лиманы Черноморского побережья).
   Карстовые озерные котловинывозникают в областях, сложенных растворимыми породами – известняками, гипсами, доломитами. Растворение этих пород приводит к образованию глубоких, но незначительных по площади котловин (встречаются между Онежским озером и Белым морем). Термокарстовые котловинывозникают в районе вечной мерзлоты, в Западной и Восточной Сибири (аласы Якутии). Суффозионные котловинысвязаны с вымыванием из грунта всевозможных цементирующих частиц, вызывающих просадки. Такие котловины распространены в лесостепных и степных районах недостаточного увлажнения.
   Эоловые котловины– котловины выдувания – образуются между дюнами в районах аридного климата и встречаются в Прикаспийской низменности. Органогенные котловинывозникают на сфагновых болотах тайги, лесотундры и тундры, а также на коралловых островах, они обязаны неравномерному нарастанию в первом случае мхов, во втором – полипов. Особый класс образуют завальные озера, которые возникли в результате образования плотин при землетрясениях и извержении вулканов (Сарезское озеро нар. Муграб, Кроноцкое озеро).
   Питание озер, т. е. поступление воды в озеро, происходит в основном благодаря грунтовому и подземному питанию, атмосферным осадкам, поступлению воды из рек и ручьев, впадающих в озеро, конденсации атмосферной влаги.
   По приходу и расходу водной массы озера делятся на четыре группы:
   ✓ хорошо проточные, в которые впадает одна или несколько рек и одна вытекает (Байкал, Онежское, Виктория, Ильмень, Женевское);
   ✓ мало проточные или периодически проточные, в которые впадает одна река, но сток незначительный (Балатон, Танганьика);
   ✓ бессточные, в которые впадает одна или несколько рек, но стока из озера нет (Каспийское, Аральское, Мертвое, Балхаш);
   ✓ глухие, или замкнутые, – не имеют речного стока (озера тундры, тайги, степи, полупустынь).
   Все озера испытывают колебания уровня воды. Сезонные колебания определяются годовым режимом осадков и испаряемости и происходят на фоне многолетних. Наибольшие изменения уровней как в течение каждого года, так и за ряд лет свойственны озерам аридных зон. Питаясь преимущественно за счет речного притока и расходуя воду только на испарение, эти озера чутко реагируют на осадки и испаряемость. Озеро Чад (Африка) в многоводные годы увеличивается почти вдвое и достигает площади 26 000 км -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, тогда как обычно она составляет 12 000 км -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

. Аральскому озеру грозит полное исчезновение в связи с уменьшением поступающей воды из рек Сырдарья и Амударья.
   По степени солености озера делятся на четыре группы:
   ✓ пресные, с минерализацией до 1‰;
   ✓ солоноватые – от 1,0 до 24,7‰;
   ✓ соленые – от 24,7 до 47‰ (наибольшая соленость Мирового океана);
   ✓ соляные или минеральные – более 47‰.
   Самые соленые озера на Земле – Мертвое море (350‰), Эльтон (180–200‰, в засушливые годы >500‰), Баскунчак (около 300‰) идр.
   Проточные и сточные озера, как правило, пресные, так как приход пресной воды в них больше, чем расход. Бессточные озера отличаются повышенной минерализацией, в которых аккумулируются все приносимые в них соли.
   На географическое размещение озер оказывает влияние климат (зональный фактор), обусловливающий питание озера, а также эндогенные (тектонические движения и вулканизм) и экзогенные (лед, проточная вода, ветер, процессы выветривания) факторы, содействующие возникновению озерных котловин. Области наибольшей концентрации озер на Земле связаны с равнинными и горными районами древнего оледенения (влажный климат и обилие отрицательных форм рельефа, созданных эрозионной или аккумулятивной деятельностью древних ледников), с районами, лишенными стока, и с районами крупных тектонических разломов земной коры. Примером озерных стран, связанных с областями древнего оледенения, могут служить: озерный пояс Северной Америки, вытянутый с северо-запада на юго-восток от озера Межвежьего через озера Невольничье, Атабаска и Виннипег до Великих озер; Скандинавский полуостров; Финляндия, в которой не менее 35 тыс. озер, покрывающих около 12 % поверхности страны; Карелия и Кольский полуостров; озерная равнина Прибалтийских республик, а также озерный пояс, протянувшийся на восток и северо-восток от Прибалтики и включающий в себя такие озера, как Чудское, Псковское, Ильмень, Ладожское, Онежское и др.
   Областью с большим количеством крупных тектонических озер является Восточная Африка, отличаются также Тибет, Монголия, степная полоса между Уралом и Обью. Тектонические озера являются самыми глубокими (Байкал – 1637 м).
   Озеро – продукт климата, а озерные котловины – продукт деятельности внутренних сил Земли, подземных вод, рек, ледников, ветра и т. д. Это лишь одна сторона зависимости между озером и остальными элементами географического ландшафта. Другая сторона характеризует обратное воздействие озер на прочие элементы географического ландшафта. Крупные озера или скопления большого количества малых озер оказывают смягчающее влияние на климат прилегающей территории; озера служат нередко регулятором стока рек и колебания речных уровней; озера, как базисы эрозии, контролируют эрозионную работу рек; наконец, заполнение наносами и зарастание озерных впадин способствует изменению рельефа земной коры (озерно-аллювиальные равнины, торфяники).
   Подземные воды. Подземные воды– воды верхней части литосферы, включающие воду в парообразном, жидком, твердом и химически связанном состоянии (см. § 6.1). Подземные воды рассматриваются и как часть гидросферы, и как часть земной коры, которые образованы за счет инфильтрации атмосферных осадков, в результате конденсации водяных паров атмосферы, паров, поднимающихся из более глубоких слоев Земли, а также процессов литогенеза в целом. Обязательные условия наличия воды в почвах и горных породах – свободные пространства (поры, трещины, пустоты).
   По отношению к воде горные породы схематически делятся на три группы: водопроницаемые, водонепроницаемые, или водоупорные, растворимые.
   Под водопроницаемостьюподразумевают способность грунтов пропускать воду. Водопроницаемые породы могут быть влагоемкими и невлагоемкими (влагоемкость – способность породы удерживать в себе большее или меньшее количество воды). К влагоемким грунтам относятся мел, торф, суглинок, ил, лёсс, к невлагоемким – крупнозернистые пески, галечник, трещиноватые известняки, которые свободно пропускают воду, не насыщаясь ею.
   Если слой водопроницаемых пород содержит воду, он называется водоносным.
   Водонепроницаемые, или водоупорные, горные породытакже бывают влагоемкими и невлагоемкими. Невлагоемкие породы – это массивные сильно метаморфизированные, лишенные трещин известняки, граниты, плотные песчаники. К влагоемким относят глины и мергели.
   Растворимые породы– калийная и поваренная соль, гипс, известняк, доломиты. На них образуется карст (по названию известкового нагорья Карст в Динарских горах) – система пустот (пещеры, провальные воронки, колодцы), возникающая при растворении пород. Карстовые явления, обусловленные, в первую очередь, литологическими особенностями местности, развиваются в самых разных географических широтах. Они развиты по побережью Адриатического моря (от Карста до Греции), в Альпах, Крыму, на Черноморском побережье Кавказа, на Урале, в Сибири и Средней Азии, в Южной Франции, на южном склоне Центрального массива (плоскогорье Косс), в Северном Юкатане, на Ямайке и т. д.
   В соответствии с существующими представлениями (О. Мейнцер, Е.В. Пиннекер, Ф.П. Саваренский, А.М. Свешников и др.) в гидрогеологическом разрезе земной коры сверху вниз от поверхности Земли могут быть выделены зона аэрации, криолитозона, зона насыщения (полного насыщения) и зона подземных вод в надкритическом состоянии (рис. 34).
   Зона аэрации (понятие введено американским гидрогеологом О. Мейнцером, 1933) представляет собой верхнюю не полностью насыщенную (ненасыщенную) водой часть разреза горных пород, мощность которой изменяется от первых сантиметров (метров) на равнинных пониженных участках территории до 200–250 м и более на интенсивно расчлененных междуречных пространствах горных районов. Верхней границей зоны аэрации является поверхность Земли, нижней – поверхность (уровень) подземных вод первого водоносного горизонта.
   В пределах акватории Мирового океана, а на континентах и островах под руслами рек и внутренних водоемов в том случае, если подземные воды первого водоносного горизонта имеют непосредственную гидравлическую связь с поверхностными водами, зона аэрации (неполного насыщения) отсутствует.
   Криолитозона выделяется как самостоятельный элемент подземной гидросферы в области распространения многолетнемерзлых пород (высокие широты северного и южного полушарий, высокогорные районы). В зависимости от строения гидрогеологического разреза земной коры она обычно охватывает часть зоны аэрации и верхнюю часть зоны полного насыщения. Мощность криолитозоны в зависимости от климатических условий местности (главным образом среднегодовые температуры воздуха), геологического строения и геотемпературных условий верхней части разреза земной коры изменяется от первых метров до 1000–1500 м и более.
   В условиях криолитозоны основная масса подземных вод находится в твердом состоянии (лед, газовые гидраты), а также в виде физически связанной воды, промерзание которой происходит при температурах ниже 0 °C. Свободная гравитационная вода в пределах криолитозоны может быть связана только с участками распространения горных пород, находящихся в талом состоянии, или в тех случаях, когда вода в связи с повышенной минерализацией не замерзает при отрицательных температурах.
   Зона полного насыщения охватывает верхнюю часть разреза земной коры от уровня первого водоносного горизонта (нижняя граница зоны аэрации) до глубин 8—20 км, на которых, по существующим представлениям, температура и давление водных растворов достигают критических значений (374–450 °C).
   В пределах зоны полного насыщения (в соответствии с ее названием) свободное пространство в минеральном скелете горных пород (поры, трещины, крупные пустоты) полностью заполнено свободной гравитационной водой и водой, физически связанной с поверхностью минеральных частиц горной породы, за исключением участков (слоев, зон), свободное пространство которых заполнено газом, жидкими углеводородами или пароводяной смесью.

   Рис. 34. Принципиальный гидрогеологический разрез земной коры:1 — осадочные породы земной коры; 2 — «гранитный» и «базальтовый» слой земной коры; 3 – верхняя мантия; 4 — зоны глубоких тектонических разломов; 5 – зона аэрации (вне масштаба); 6 — криолитозона (геокриолитозона); 7 – зона полного насыщения; 8 — зона подземных вод в надкритическом состоянии; 9 – нижняя граница зоны аэрации; 10 — подошва осадочных пород; 11 — нижняя граница зоны полного насыщения; 12 – граница Мохоровичича; 13 – направления движения «местных» потоков подземных вод; 14 — направления движения региональных потоков; 15 – направления движения глубинных субвертикальных потоков; 16 — возможное поступление ювенильных растворов; 17— инфильтрационное питание; 18— испарение грунтовых вод; 19— захоронение морской воды с осадками и отжатие поровых вод

   Положение нижней границы зоны полного насыщения обосновывается в настоящее время только исходя из представлений о термодинамических условиях разреза земной коры и фазово-агрегатном состоянии воды при высоких давлениях и температурах, поскольку эта граница пока не вскрыта буровыми скважинами. Материалы Кольской сверхглубокой скважины свидетельствуют о том, что на глубинах до 12 км существуют условия, характерные для зоны полного насыщения. В то же время в связи с наличием представлений о надкритическом состоянии воды в магматических расплавах (Пиннекер, 1983) можно предполагать, что в областях современного вулканизма нижняя граница зоны полного насыщения может располагаться на значительно меньших глубинах. По имеющимся данным, в ряде районов современного вулканизма парогидротермы с температурами, близкими к критическим значениям (до 300 °C и более), вскрыты буровыми скважинами на глубинах 1500–2000 м (Мексика, Сьерра-Прието, скважина глубиной 1500 м, температура воды 388 °C).
   Нижняя часть разреза земной коры до границы с верхней мантией рассматривается в настоящее время (Е.В. Пиннекер и др.) как зона, содержащая подземные воды в надкритическом состоянии.Мощность этой зоны в пределах континентов достигает 20–30 км и более.
   Водой в надкритическом состоянии называются подземные воды с температурой и давлением выше критических. Для чистой воды критическая температура равна 374 °C, давление – 2,2 · 10 -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

кПа.
   При высоких концентрациях растворенных веществ (подземные растворы) критическая температура возрастает до 450 °C, давление – до 3,5 · 10 -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

кПа. При этих условиях вода характеризуется пониженными значениями вязкости, уменьшением величины pH, повышенной электропроводностью. В связи с этим вода в надкритическом состоянии приобретает свойства активного растворителя и при наличии повышенных концентраций металлов может являться одним из факторов гидротермального рудообразования.
   По существующим представлениям, вода в надкритическом состоянии представляет собой газово-жидкий раствор (флюид), образование которого связано с кристаллизацией магм.
   Строение разрезов слоистых осадочных пород определяет возможность выделения здесь только трех типов подземных вод, различных по условиям залегания, к которым относятся:
   ✓ воды зоны аэрации, формирующиеся в верхней ненасыщенной зоне горных пород;
   ✓ грунтовые воды – первый от поверхности земли водоносный горизонт, верхней границей которого является свободный уровень воды (верхняя граница зоны полного насыщения);
   ✓ межпластовые воды, связанные с водоносными горизонтами, залегающими между двумя слабопроницаемыми пластами (рис. 35).

   Рис. 35. Схема залегания подземных вод: А – верховодка; Б – грунтовые воды, образующие зону активного водообмена; В – безнапорные межпластовые воды; Г – напорные подземные воды; 1 – проницаемые породы; 2 – непроницаемые породы (водоупоры); 3 – буровые скважины и уровни воды в них, фонтанирующие скважины (артезианские); 4 – уровни воды (<а – свободный уровень у грунтовых вод, б – напорный пьезометрический уровень); 5 – источник (родник)

   По условиям залегания и особенностям водного режима в разрезе зоны аэрации обычно выделяют три характерных горизонта подземных вод: воды почвенного слоя, верховодку и воды капиллярной каймы. Горизонт почвенных вод формируется в самой верхней части разреза вблизи от поверхности Земли, мощность его чаще всего изменяется от первых десятков сантиметров до 1–1,5 м, реже более. Верховодкой называются локально распространенные и, как правило, непостоянно существующие (сезоны основного увлажнения, многоводные годы и т. д.) скопления свободных гравитационных вод, формирующиеся на пространственно невыдержанных «водоупорах» в породах зоны аэрации, выше уровня грунтового водоносного горизонта. Подобные водоупоры могут быть связаны с невыдержанными относительно маломощными прослоями и линзами слабопроницаемых пород (глины, суглинки), горизонтами погребенных почв, породами сезонно-мерзлого слоя и др. Воды капиллярной каймы связаны непосредственно со свободной поверхностью первого водоносного горизонта. Мощность капиллярной каймы (высота подъема относительно уровня грунтовых вод) определяется гранулометрическим составом пород зоны аэрации и может быть различной. Перемещение вод капиллярной каймы в породах зоны аэрации определяется в основном изменением глубины залегания свободного уровня грунтовых вод в связи с сезонными и многолетними изменениями величин питания и разгрузки.
   Вода, залегающая на первом водоупорном слое и существующая длительное время, называется грунтовой. Глубина залегания грунтовых вод различна и зависит от геологического строения – от нескольких десятков метров (20–39 м) до 1–2 км. Поверхность зеркала грунтовых вод обычно слабоволнистая, с уклоном в сторону понижений в рельефе (речные долины, балки, овраги), скорость движения воды в крупнозернистых песках составляет 1,5–2 м в сутки, в супесях – 0,5–1 м в сутки. Выходы грунтовых вод на поверхность образуют источники.
   Подземные воды, залегающие между двумя водоупорными горизонтами, называются межпластовыми (напорные или артезианские) (рис. 35). Обычно грунтовые и верхние артезианские воды имеют температуру около среднегодовой температуры воздуха в данной местности, их источники называют холодными. Воды, имеющие температуру +20 °C и ниже, – холодные. Воды и источники, имеющие температуру от +20 до +37 °C, называют теплыми, свыше +37 °C – горячими или термальными (подвержены воздействию внутреннего тепла Земли).
   В вулканических областях горячие воды изливаются в виде гейзеров – периодически фонтанирующих горячих источников. Гейзеры получили свое название от района Гейзер в Исландии, где они впервые были изучены. Источники с гейзерным режимом действия известны во многих районах современного вулканизма: на Камчатке (Долина гейзеров), в Новой Зеландии, в США, Исландии. Самая высокая насыщенность гейзерами в Йеллоустонском национальном парке (США), где известно 200 гейзеров, что составляет 10 % общего количества имеющихся здесь естественных гидротермальных проявлений. Горячие источники гейзеров – щелочные или сульфатные – образуют вокруг бассейна гейзерит (травертин). Самым мощным гейзером на Земле считается Вайманг в Новой Зеландии: однажды в его выбросе 800 т воды было извергнуто на высоту 457 м. В Йеллоустонском парке у наиболее крупных гейзеров (Великан, Великанша, Старый Служака и др.) высота выбросов составляет от 35 до 80 м. Режим гейзеров обычно не постоянен; периодичность их извержений меняется со временем. Температура перегретого пара на поверхности может достигать 117 °C, а воды близки к точке кипения на данной высоте.
   Болота. Болото– участок земной поверхности, избыточно увлажненный пресной или соленой водой, характеризующийся затрудненным обменом газов, накоплением мертвого растительного вещества, переходящего в дальнейшем в торф. Процесс торфообразования и торфонакопления происходит на поверхности минеральных пород в результате неполного разложения ежегодно отмирающей массы растений. Территории, на которых слой торфа не превышает 30 см, называются заболоченными землями.Болота занимают около 3,5 млн км -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, или около 2 % площади суши. Наиболее заболочены материки Евразия и Северная Америка, 70 % болот находится в России.
   Возникновение болот как завершающей фазы развития озер – это только один из видов происхождения болот. Помимо зарастания и заторфовывания водоемов в образовании болот важную роль играют процессы увлажнения суши. Залегание с поверхности (или близко к ней) водоупорных пород и вечной мерзлоты облегчает заболачивание местности, особенно в условиях равнинного и малопересеченного рельефа, препятствующего дренажу. Повышение уровня грунтовых вод, приводящее к заболачиванию, может иметь и вторичный характер – в результате вырубки леса на большом пространстве или вследствие лесного пожара: в обоих случаях уровень грунтовых вод поднимается, так как испарение воды из почвы уменьшается. Болото может быть завершающей фазой не только в развитии озер, но и в развитии леса как растительной ассоциации. Наконец, болота образуются в результате затопления поверхности Земли проточными или морскими водами. Небольшие болотца появляются в местах выхода ключей, у подножия склонов, но особенно большой эффект производят разливы рек, наводняющие пойму.
   По условиям питания болота подразделяются на низинные, верховые и переходные. Низинные болотапитаются грунтовыми или речными водами, богатыми минеральными веществами, и располагаются преимущественно в понижениях, затапливаемых постоянно или временно водой. В травяных болотах преобладают осоки, хвощи, сабельник, вейник и др., в гипновых болотах к перечисленным травам присоединяются мхи, в лесных – береза, ольха. Низинные болота широко распространены в зоне полесий – Мещере, в поймах больших рек Западной Сибири и т. д.
   Верховые болотавозникают на мало расчлененных водоразделах и питаются преимущественно атмосферными осадками, преобладают во влажном климате. В растительном покрове верховых болот главную роль играют сфагновые мхи, кроме того, встречаются багульник, клюква, росянка, из деревьев – болотная сосна.
   Переходные, или смешанные, болотапредставляют переходную стадию между низинными и верховыми типами. В низинных болотах происходит накопление растительных остатков, поверхность болота повышается, в результате этого грунтовая вода перестает питать болото, травяная растительность сменяется мхами. Таким путем низинные болота переходят в верховые, которые, в свою очередь, покрываются лесной, кустарниковой или луговой растительностью, превращаясь в суходольные луга.
   В своем географическом распространении болота обнаруживают теснейшую зависимость от климата. Низинные болота, питающиеся грунтовыми водами, приурочены к более сухим местам, тогда как болота верховые (водораздельные) существуют во влажном климате и составляют типичное явление для лесной зоны. Чем больше отношение количества выпавших осадков к количеству испарившейся за тот же период влаги, тем сильнее заболоченность территории.
   Если общее географическое распространение болот предначертано климатом, то рельеф управляет деталями их распространения. Наиболее благоприятны в этом смысле равнины и понижения, так как подобные формы рельефа сводят к минимуму поверхностный сток. Из других факторов имеет значение литологическое строение местности – близкое залегание к поверхности водонепроницаемых пород. Наиболее крупные болотные массивы находятся на севере европейской части России, в Карелии, в Полесье, в долине среднего течения Днепра, в Мещерской, Балахнинской и Мокшинской низинах, Барабинской степи, в таежной области Восточной Сибири и Дальнего Востока, на западном побережье Камчатки.
   Ледники. В полярных странах на уровне моря, а в умеренном и жарком поясах в высоких горах гидросфера представлена снегами и льдами. Оболочка Земли, в которой находятся многолетние, или «вечные», снега и льды, называется хионосферой (термин впервые введен в 1939 г. С.В. Калесником). Хионосфера образуется в результате взаимодействия трех основных оболочек Земли: гидросферы, поставляющей влагу для образования снега и льда; атмосферы, переносящей эту влагу и сохраняющей ее в твердой фазе; литосферы, на поверхности которой возможно образование твердой оболочки.
   Нижний предел хионосферы получил название снеговой границы (снеговой линии). Снеговой границей называется высота, на которой годовой приход твердых атмосферных осадков равен их годовому расходу или за год снега выпадает больше, чем может растаять. Ниже этой границы снега выпадает меньше, чем может стаять, и накопление его, естественно, невозможно. Выше снеговой границы в связи с падением температуры аккумуляция снега превосходит его абляцию (таяние), здесь накапливаются вечные снега.
   Высота снеговой границы и интенсивность оледенения зависят от географической широты, местного климата, орографии местности.
   Широтные различия в высотах снеговой границы зависят от температуры воздуха и количества осадков, которые распределяются зонально. Чем ниже температура и чем больше осадков, тем благоприятнее условия для накопления снега и для оледенения, тем, следовательно, ниже снеговая линия. В Арктике снеговая граница лежит на высоте 200–700 м, в Антарктиде – на уровне Мирового океана, во влажном экваториальном климате снеговая граница лежит на высоте 4600–5000 м, а в сухом тропическом поднимается до 5600 м. Влияет на высоту снеговой линии и количество выпадающих осадков. Например, на хорошо увлажненных склонах Западного Кавказа снеговая граница лежит на 300–400 м ниже, чем на более сухих склонах Восточного Кавказа, где она расположена на высоте 3000–3200 м.
   Ледники – движущиеся многолетние толщи льда, возникшие на суше в результате накопления и постепенного преобразования твердых атмосферных осадков. Ледники оказывают влияние на климат, дают начало рекам, при наступании уничтожают растительность, погребают почвы, вытесняют животный мир, заполняют мелкие моря, при отступании создают водоемы озерного типа, меняют гидрографическую сеть. Движением ледников переносятся обломки горных пород, сглаживаются или акцентируются существующие формы рельефа, ледниковая аккумуляция образует особые горные породы (морену) и новые формы рельефа.
   Выделяют два типа оледенений – покровное (материковое) и горное. При покровном оледенении лед сплошь покрывает большие участки суши, скрытый подо льдом рельеф почти не отражается на поверхности ледника. На острове Гренландия и в Антарктиде образуются ледяные щиты – огромные ледники с плоско-выпуклой поверхностью, медленно растекающиеся во все стороны под действием собственной тяжести. Спускаясь к морю, такие ледники образуют плавающие языки, а отрываясь – плавающие горы льда (айсберги).
   Горное оледенение внешне отличается от покровного меньшими размерами (снега и льды скапливаются в понижениях и не выходят за их пределы) и несравненно большим разнообразием эрозионных форм рельефа: кары, цирки, троги и др. У горных ледников значительно больше выражена зависимость от форм рельефа, а их движения – от уклона ложа ледника.
   Современные ледники занимают около 16 млн км -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

(около 11 % площади суши), из них 99 % приходится на полярные широты. Площадь оледенения Антарктиды 13,4 млн км -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

. При полном оттаивании современных ледников уровень Мирового океана может подняться более чем на 60 м, что приведет к затоплению 10 % суши (около 15 млн км -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

).
   Примерно 35 млн км -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

поверхности Земли (25 % суши) занимают породы, постоянно имеющие отрицательную температуру. Эти мерзлые горные породы и почвы находятся в верхнем слое земной коры и образуют криолитозону, которая является частью криосферы. Зона распространения многолетнемерзлых пород (ММП) приурочена к высоким широтам северного и южного полушарий. Наибольшая ее часть сосредоточена в северном полушарии: на севере Евразии, Северной Америки и на арктических островах (рис. 36). Мощность ММП изменяется от первых метров вблизи южной границы их распространения (самая южная точка достигает 45° с.ш. на территории Монголии) до 100–700 м в северных районах, в ряде случаев достигает 1000 м (в пределах массивов кристаллических пород и горно-складчатых областях Восточной Сибири).

Рис. 36. Распространение многолетнемерзлых пород и подземных льдов в северном полушарии (Гидросфера Земли, 2004):южная граница зоны сплошного (1) и островного (2) распространения многолетнемерзлых пород; районы преимущественного распространения сегрегационных (3), жильных (4) льдов и современных ледников (5); значительные скопления подземных инъекционных (6), повторно-жильных (7), погребенных (8) льдов.

В южном полушарии зона ММП охватывает территорию Антарктиды, свободную от ледникового покрова, и близлежащих островов; ММП встречаются в горных местностях Южной Америки и Африки.

Тема 7
Биосфера

7.1. Современные представления о биосфере

   Биосфера – оболочка планеты, населенная живым веществом. В химическом строении биосферы главная роль принадлежит кислороду, углероду и водороду, составляющим по удельному весу 96,5 % живого вещества, а также азоту, фосфору и сере.
   К идее биосферы в ее современной трактовке пришел Ж.-Б. Ламарк (1744–1829), основатель первой целостной концепции эволюции живой природы, однако данный термин он не использовал. Впервые в смысле, близком к современному, понятие «биосфера» ввел австрийский геолог Э. Зюсс, который в книге «Происхождение Альп» (1875) определил ее как особую, образуемую организмами оболочку Земли. В настоящее время для обозначения этой оболочки используются понятия «биота», «биос», «живое вещество», а понятие «биосфера» трактуется так, как его толковал академик В.И. Вернадский (1863–1945). Основной труд Вернадского «Химическое строение биосферы Земли и ее окружения» был опубликован после его смерти.
   Целостное учение о биосфере представлено в ставшей классической работе Вернадского «Биосфера» (1926). Ученый определил биосферу как особую охваченную жизнью оболочку Земли. В физико-химическом составе биосферы Вернадский выделяет следующие компоненты:
   ✓ живое вещество – совокупность всех живых организмов;
   ✓ косное вещество – неживые тела или явления (газы атмосферы, горные породы магматического, неорганического происхождения ит.п.);
   ✓ биокосное вещество – разнородные природные тела (почвы, поверхностные воды и т. д.);
   ✓ биогенное вещество – продукты жизнедеятельности живых организмов (гумус почвы, каменный уголь, торф, нефть, сланцы и т. п.);
   ✓ радиоактивное вещество – результат распада радиоактивных элементов радия, урана, тория и т. д.;
   ✓ рассеянные атомы – химические элементы, находящиеся в земной коре в рассеянном состоянии;
   ✓ вещество космического происхождения – космическая пыль, метеориты.
   Учение Вернадского нацеливало на изучение живых, косных и био-косных тел в их неразрывном единстве, что сыграло значительную роль в подготовке естествоиспытателей к целостному восприятию природных систем.
   С учетом современных представлений биосфера включает оболочку Земли, которая содержит всю совокупность живых организмов и часть вещества планеты, находящуюся в непрерывном обмене с этими организмами. Иными словами, биосфера – это область активной жизни, которая охватывает нижнюю часть атмосферы, всю гидросферу и верхние горизонты литосферы.
   Структура биосферы представляет собой совокупность газообразной, водной и твердой оболочек планеты и живого вещества, их населяющего (рис. 37). Масса биосферы составляет приблизительно 0,05 % массы Земли, а ее объем – 0,4 % объема планеты.
   Границы биосферы определяет распространение в ней живых организмов. Несмотря на различную концентрацию и разнообразие живого вещества в разных районах земного шара, считается, что горизонтальных границ биосфера не имеет. Верхняя же вертикальная граница существования жизни обусловлена не столько низкими температурами, сколько губительным действием ультрафиолетовой радиации и космического излучения солнечного и галактического происхождения, от которого живое вещество планеты защищено озоновым экраном. Максимальная концентрация молекул озона (трехатомного кислорода) приходится на высоту 20–25 км, где толщина озонового слоя составляет 2,5–3 км. Озон интенсивно поглощает радиацию на участке солнечного спектра с длиной волны менее 0,29 мкм.
   Поскольку граница биосферы обусловлена полем существования жизни, где возможно размножение, то она совпадает с границей тропосферы (нижнего слоя атмосферы), высота которой от 8 км над полюсами до 18 км над экватором Земли. Однако в тропосфере происходит лишь перемещение живых организмов, а весь цикл своего развития, включая размножение, они осуществляют в литосфере, гидросфере и на границе этих сред с атмосферой (только споры и бактерии заносятся на высоту до 20 км, в толще литосферы на глубине 4,5 км в скважинах найдены только анаэробные бактерии).

   Рис. 37. Строение биосферы (по Н.Ф. Реймерсу, с изменениями)

   В состав биосферы полностью входит вся гидросфера (океаны, моря, озера, реки, подземные воды, ледники), мощность которой составляет 11 км. Наибольшая концентрация жизни сосредоточена до глубины 200 м, в так называемой эвфотической зоне, куда проникает солнечный свет и возможен фотосинтез. Глубже начинается дисфотическая зона, где царит темнота и отсутствуют фотосинтезирующие растения, но активно перемещаются представители животного мира, непрерывным потоком опускаются на дно отмершие растения и останки животных. Нижняя граница биосферы в пределах литосферы лежит в среднем на глубине 3 км от поверхности суши и 0,5 км ниже дна океана (верхний слой земной коры с давлением 4-Ю -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

Па и температурой 100 °C).
   На границе атмо-, гидро– и литосферы сконцентрирована наибольшая масса живого вещества планеты, и эта земная оболочка названа биостромом (биогеосферой) или пленкой жизни. В структурном отношении биостром слагается из фитострома, зоострома и микробиострома. Зоостромв создании органического вещества не участвует. Роль микробиостромав этом процессе невелика и осуществляется с помощью некоторых, в основном водных, фотосинтезирующих бактерий, хемосинтезирующих бактерий (растущих за счет химического окисления неорганического вещества) и сероводородоокисляющих бактерий (обитают в гидротермальных источниках или вблизи их на разных глубинах Мирового океана, включая абиссаль). Основным продуцентом, создателем первичного органического вещества, был и остается фитостром. Он создает его в процессе фотосинтеза в дневные часы, закрепляя в себе в форме потенциальной энергии пищи часть энергии солнечного света.
   Вернадский выделил две формы концентрации живого вещества: жизненные пленки и сгущения жизни. Жизненные пленки, занимающие огромные пространства, приурочены к границам раздела фаз. В частности, отличительной особенностью океанического биострома является наличие в нем двух пленок жизни: водно-поверхностной (эвфотической, или планктонной) и донной. Планктонная пленка приурочена к эвфотической зоне Мирового океана, границе соприкосновения атмосферы и гидросферы, где с помощью фотосинтеза фитопланктон создает органическое вещество – пищу для подавляющей части организмов на всех глубинах океана. Донная пленка занимает дно (бенталь) океана (заселена бентосом), находится на разделе жидкой и твердой фаз вещества. Водно-поверхностный и донный слои биострома вблизи берегов, на мелководье, смыкаются, образуя единый океанический биостром, отличающийся в равной мере богатым и разнообразным планктоном и бентосом.
   На сушесуществуют две пленки жизни – наземная и почвенная. Наземная пленка (наземный биостром) находится на поверхности почвы и полностью включает растительный покров (фитостром) и животное население суши (зоостром и микробиостром). Почвенная пленка приурочена к тонкому поверхностному слою литосферы, преобразованному почвообразующими процессами. С позиций анализа структурных частей ГО почва представляет верхний преобразованный био-стромом слой современной коры выветривания. Она – вместилище подземной части биострома, место сосредоточения корневых систем и среда обитания богатой и разнообразной фауны – от крота и слепыша, до множества беспозвоночных и микроорганизмов. На суше пленки жизни имеют непосредственный контакт, и резкой границы между ними не существует.
   Живое вещество в биосфере распределено неравномерно не только по вертикали, но и по площади, образуя сгущения жизни. На суше такими сгущениями жизни являются леса, болота, поймы рек и озера. В океане выделяют следующие типы сгущения жизни:
   ✓ прибрежное: возникает там, где перекрываются планктонная и донная пленки жизни (побережье, шельф и эстуарии рек);
   ✓ саргассовое: приурочено к участкам океана, занятым бурой водорослью саргассум;
   ✓ рифтовое: массовое мелководное поселение коралловых полипов и других морских организмов с твердым известняковым скелетом (Большой Барьерный риф в Тихом океане);
   ✓ апвеллинговое: образовано там, где ветры отгоняют теплую поверхностную воду от берегового склона в субтропических и тропических широтах, в результате чего на поверхность поднимается холодная глубинная вода, богатая биогенными элементами (чаще всего наблюдается у западных берегов континентов);
   ✓ абиссальное рифтовое: оазисы небольших размеров в глубоководных желобах и вне их, населенные рифтиями, полихетами, двухстворчатыми моллюсками, слепыми крабами и рыбами при полном отсутствии растений (открыто к северо-востоку от Галапагосских островов, на глубине 2450 м).

7.2. Функции живого вещества в биосфере

   Суммарная биомасса живого вещества биосферы составляет 2–3 трл т, причем 98 % ее – это биомасса наземных растений. В процессе самоорганизации биосферы живое вещество играет ведущую роль и выполняет следующие функции:
   ✓ энергетическую: живое вещество участвует в перераспределении солнечной энергии между компонентами биосферы;
   ✓ средообразующую (газовую): в процессе жизнедеятельности живого вещества создаются основные газы – азот, кислород, углекислый газ, метан и др.; живые организмы участвуют в миграциях газов и их превращениях, тем самым обеспечивают газовый состав биосферы;
   ✓ концентрационную: живые организмы извлекают и накапливают биогенные элементы (кислород, углерод, водород, азот, натрий, магний, калий, алюминий, серу и др.) в концентрациях, в сотни тысяч раз превышающих их содержание в окружающей среде (в углях содержание углерода больше, чем в среднем для земной коры; в кораллах концентрируются карбонаты, формируется органогенный известняк; в диатомовых водорослях концентрируется кремний, в водорослях ламинариях – йод);
   ✓ деструктивную: проявляется в минерализации органического вещества;
   ✓ окислительно-восстановительную: заключается в химическом превращении веществ биосферы;
   ✓ биохимическую: связана с жизнедеятельностью живых организмов – их питанием, дыханием, размножением, смертью и последующим разрушением тел; в результате происходит химическое превращение живого вещества сначала в биокосное, а затем, после отмирания, в косное);
   ✓ биогеохимическая деятельность человечества: приводит к видоизменению всей планеты;
   ✓ водная функция живого вещества: связана с биогенным круговоротом воды, имеющим большое значение в круговороте воды на планете.
   Выполняя перечисленные функции, живое вещество адаптируется к окружающей среде и приспосабливает ее к своим биологическим (а если речь идет о человеке, то и социальным) потребностям. При этом живое вещество и среда его обитания развиваются как единое целое, однако контроль над состоянием среды осуществляют живые организмы.
   Процесс создания органического вещества в биосфере происходит одновременно с противоположными процессами потребления и разложения его гетеротрофными организмами на исходные минеральные соединения (воду, углекислый газ и др.). Так при участии всех населяющих биосферу организмов в ней осуществляется круговорот органических веществ, получивший название малогоили биологического (биотического) круговорота веществв отличие от вызываемого солнечной энергией большого, или геологического, круговорота, наиболее ярко проявляющегося в круговороте воды и циркуляции атмосферы.
   Большой круговорот происходит на протяжении всего геологического развития Земли и выражается в переносе воздушных масс, продуктов выветривания, воды, растворенных минеральных соединений, загрязняющих веществ, в том числе радиоактивных.
   Малый (биологический) круговорот начинается с возникновения органического вещества в результате фотосинтеза зеленых растений, т. е. образования живого вещества из углекислого газа, воды и простых минеральных соединений с использованием лучистой энергии Солнца. Фотосинтез осуществляется наземными растениями, пресноводными водорослями и океаническим фитопланктоном. Образовавшиеся в листе органические вещества перемещаются в стебли и корни, где в синтез уже включаются поступившие из почвы минеральные соединения – соли азота, серы, калия, кальция, фосфора. Растения (продуценты) извлекают из почвы в растворенном виде серу, фосфор, медь, цинк и другие элементы. Растительноядные животные (консументы первого порядка) поглощают соединения этих элементов в виде пищи растительного происхождения. Хищники (консументы второго порядка) питаются растительноядными животными, потребляя пищу более сложного состава, включая белки, жиры, аминокислоты и т. д. Останки животных и отмершие растения перерабатываются насекомыми, грибами, бактериями (редуцентами), превращаясь в минеральные и простейшие органические соединения, поступающие в почву и вновь потребляемые растениями. Так начинается новый виток биологического круговорота.
   В отличие от большого круговорота малый имеет разную продолжительность: различают сезонные, годовые, многолетние и вековые малые круговороты. Биологические круговороты вещества не замкнуты. При отмирании органического вещества в почву возвращаются не только те элементы, которые из нее забирались, но и новые, образованные самим растением. Некоторые вещества надолго выходят из круговоротов, задерживаясь в почве или образуя осадочные горные породы.
   Образование и разрушение органического вещества – противоположные, но неотделимые друг от друга процессы. Ускорение или отсутствие одного из них неизбежно приведет к исчезновению жизни. Если будет происходить только накопление органического вещества, то атмосфера вскоре лишится углекислого газа, литосфера – фосфора, серы, калия. Следовательно, фотосинтез прекратится и растения погибнут. С другой стороны, если увеличится скорость разложения, все органическое вещество быстро разложится до минеральных соединений и жизнь прекратится.
   Понятие биогеохимического цикла. Обмен веществом и энергией между различными структурными частями биосферы, определяющийся жизнедеятельностью микроорганизмов, называется биогеохимическим циклом. Именно с введением Вернадским понятия «биогеохимический цикл» перестало существовать представление о круговороте веществ как о замкнутой системе. Все биогеохимические циклы составляют современную динамическую основу существования жизни, взаимосвязаны друг с другом и каждый из них играет свойственную ему роль в эволюции биосферы.
   Отдельные циклические процессы, слагающие общий круговорот веществ в биосфере, не являются полностью обратимыми. Одна часть веществ в повторяющихся процессах превращения и миграции рассеивается или связывается в новых системах, другая возвращается в круговорот, но уже с новыми качественными и количественными признаками. Часть веществ может также извлекаться из круговорота, перемещаясь вследствие физико-геологических процессов в нижние горизонты литосферы или рассеиваясь в космическом пространстве. Продолжительность циклов круговорота тех или иных веществ чрезвычайно различна. Время, достаточное для полного оборота углекислого газа атмосферы через фотосинтез, составляет около 300 лет, кислорода атмосферы тоже через фотосинтез – 2000–2500, воды через испарение – около 1 млн лет.
   В большом и малом круговоротах участвует множество химических элементов и их соединений, но важнейшими из них являются те, которые определяют современный этап развития биосферы, связанный с хозяйственной деятельностью человека. К ним относятся круговороты углерода, серы и азота (их оксиды – главнейшие загрязнители атмосферы), а также фосфора (фосфаты – главный загрязнитель вод суши). Большое значение имеют круговороты токсичных элементов – ртути (загрязнитель пищевых продуктов) и свинца (компонент бензина).

7.3. Ноосферный этап в развитии биосферы

   Вмешательство человека в природные круговороты приводит к серьезным изменениям в состоянии биосферы. Возвращаясь к учению Вернадского, необходимо отметить, что он оценил появление человека на Земле как огромный шаг в эволюции планеты. Ученый считал, что с возникновением человека и развитием его производственной деятельности человечество становится основным геологическим фактором всех происходящих в биосфере планеты изменений, приобретающих глобальный характер: «Человечество, взятое в целом, становится мощной геологической силой». Дальнейшее неконтролируемое развитие деятельности людей таит в себе большую опасность, и потому, считал Вернадский, биосфера должна постепенно превращаться в ноосферу, или сферу разума (греч. noos – разум).
   Основателями концепции ноосферы наряду с Вернадским можно считать французского математика, антрополога и палеонтолога Э. Леруа (1870–1954) и французского теолога, палеонтолога и философа П. Тейяра де Шардена (1881–1955).
   Под понятием «ноосфера» Вернадский подразумевал высшую форму развития биосферы, определяемую гармонично существующими процессами развития общества и природы. Учение Вернадского утверждает принцип совместной эволюции человечества и природной среды (сейчас этот процесс называют коэволюцией), нацеливает на поиск практических путей обеспечения общественно-природного равновесия.
   Понятие «ноосфера» отражает будущее состояние рационально организованной природы, новый этап развития биосферы, эпоху ноосферы, когда дальнейшая эволюция планеты будет направляться разумом в целях обеспечения необходимой гармонии в сосуществовании природы и общества.
   Качественные отличия ГО ноосферного этапа развития:
   1. Оболочка характеризуется разнообразием вещественного состава, первичное вещество преобразовывается, возникают новые почвы, породы и минералы, культурные растения и животные.
   2. Возрастает количество механически извлекаемого материала литосферы, оно уже превышает массу материала, выносимого речным стоком.
   3. Происходит массовое потребление продуктов фотосинтеза прошлых геологических эпох, преимущественно в энергетических целях. В ноосфере начинает уменьшаться содержание кислорода и увеличивается уровень углекислого газа. Увеличивается (примерно на 1–1,5 °C) среднегодовая температура планеты, что обусловливает ее разогрев.
   4. Присутствуют различные виды энергий, используются ядерная и термоядерная энергия.
   5. В пределах ноосферы наблюдается тесное взаимодействие всех компонентов, приводящее к созданию новых систем: природно-территориальных и антропогенных.
   6. В ноосфере проявляется разумная деятельность человека, возникает общество (совокупность индивидуумов, личностей, способных к совместному труду).
   7. Ноосфера выходит за пределы биосферы в связи с НТР: появляется космонавтика, обеспечивающая выход человека за пределы планеты.
   Таким образом, биосфера – развивающееся образование, причем в процессе его развития можно выделить следующие этапы:
   ✓ собственно биосфера, когда воздействие человека на природную среду не приобрело глобального масштаба;
   ✓ биотехносфера – биосфера сегодняшнего дня, результат длительного преобразующего влияния технически вооруженного человеческого общества на природу Земли;
   ✓ ноосфера – состояние биосферы, характеризующееся гармонией и единством природы и общества на основе позитивной и созидательной научной мысли.

Тема 8
Педосфера

8.1. Понятие о почве

   Почвой называется поверхностный слой земной коры, возникающий в результате преобразования коры выветривания водой, воздухом и живыми организмами и обладающий свойством плодородия. Плодородие – качественный признак почвы, резко отличающий ее от бесплодной, не способной производить урожай растений горной породы. Предварительной фазой превращения горной породы в почву является выветривание. Оно разрушает породу, делает ее рыхлой, создает минеральную часть почвенного тела, но еще не почву, так как в процессе выветривания зольные элементы пищи растений не накапливаются в рыхлой массе, а выносятся. Почва возникает только тогда, когда при помощи организмов на продуктах выветривания начинается синтез и разрушение органического вещества, в результате чего происходит концентрация элементов зольной пищи растений. Сущность почвообразования и заключается в синтезе и разрушении органического вещества в пределах созданной выветриванием толщи рыхлой породы, а сама почва представляет область теснейшего контакта и взаимного проникновения литосферы, атмосферы и биосферы.
   Представление о почве как самостоятельном природном теле было сформулировано в конце XIX в. В.В. Докучаевым. По его образному выражению, почва – зеркало ландшафта. Находясь в фокусе взаимодействий эндогенных (связанных с земной корой) и экзогенных (внешних, связанных с атмосферой и космосом) сил, почва интегрирует их влияние. При этом более мобильные и агрессивные воздействия воздуха, воды и организмов первоначально на кору выветривания, а затем и на саму почву фиксируются и сохраняются в вертикальном профиле почвы, в таких ее характеристиках, как механический состав, гумусированность и т. д.
   Почва состоит из минеральных частиц (разрушенных горных пород), почвенной влаги, почвенного воздуха, организмов и гумуса. Гумус – основная часть органического вещества почвы, определяющая почвенное плодородие. Главные органические вещества гумуса – гуминовые кислоты и фульвокислоты. В гумусе содержатся также важнейшие элементы питания растений – азот, фосфор, сера, калий. Под воздействием микроорганизмов эти элементы становятся доступными для растений.

8.2. Факторы почвообразования

   Учение о факторах почвообразования, по выражению Докучаева, является краеугольным камнем почвоведения как науки. К пяти факторам почвообразования, установленным ученым, – почвообразующим породам, растительным и животным организмам, климату, рельефу и времени – позже были добавлены воды (почвенные и грунтовые) и хозяйственная деятельность человека. С учетом этих добавлений определение почвы можно выразить в виде формулы, показывающей функциональную зависимость почвы от почвообразующих факторов во времени:

   П = f (ПП · РО · ЖО · ЭК · Р · В · ДЧ) t,

   где П – почва; ПП – почвообразующие породы; РО – растительные организмы; ЖО – животные организмы; ЭК – элементы климата; Р – рельеф; В – воды; ДЧ – деятельность человека, t – время.

   Кратко рассмотрим особенности факторов почвообразования.
   Почвообразующие породы. Почвообразующие породы служат источником образования минеральной части почвы, а также источником связанной с ними энергии (химической, поверхностной, тепловой), принимающей участие в почвообразовании. Они представляют собой тот субстрат, на котором происходит формирование почвы. Характер и степень выраженности почвообразовательного процесса в тех или иных гидротермических условиях в известной мере предопределяется химическим и механическим составом горных пород. Материнские породы обусловливают следующие важнейшие свойства почв:
   ✓ гранулометрический (механический) состав;
   ✓ химический и минералогический составы;
   ✓ физические и физико-химические свойства;
   ✓ водно-воздушный, тепловой и пищевой режимы.
   В то же время почвообразующие породы, определяя строение почв, характер их эволюции, пестроту почвенного покрова, существенно влияют на многие факторы и процессы почвообразования:
   ✓ на скорость почвообразовательного процесса, обусловливающую разную мощность почвенных профилей;
   ✓ уровень плодородия, прямо зависящий от исходного состава пород, богатых или бедных химическими элементами, разной степени устойчивости в зоне формирования почв – в зоне гипергенеза;
   ✓ характер орошаемого земледелия и осушительных мелиораций;
   ✓ структуру почвенного покрова, определяющую разную мозаичность, сложность и контрастность почвенного покрова.
   Организмы. Роль биологической деятельности в почвообразовании колоссальна. Почвообразование на Земле началось только после появления жизни. Любая горная порода, как бы глубоко разложена и выветрена она ни была, еще не будет почвой. Только длительное взаимодействие материнских пород с растительными и животными организмами в определенных климатических условиях создает специфические качества, отличающие почву от горных пород.
   Растения в процессе своей жизнедеятельности синтезируют органическое вещество и определенным образом распределяют его в почве в виде корневой массы, а после отмирания наземной части – в виде растительного опада. Составные части опада после минерализации поступают в почву, способствуя накоплению перегноя и приобретению характерной темной окраски верхнего горизонта почвы. Растения аккумулируют отдельные химические элементы, в небольшом количестве содержащиеся в почвообразующих породах, но необходимые для нормальной жизнедеятельности растений. После отмирания растений и разложения их остатков эти химические элементы остаются в почве, постепенно ее обогащая.
   Посредниками между живыми и мертвыми деятелями почвообразования служат микроорганизмы. Они минерализуют органические вещества, делая их вновь доступными для растений. В отсутствие микроорганизмов разложение происходило бы очень медленно. Большое значение в жизни почвы имеют животные организмы, которых в почве большое количество. Почвенные землерои многократно перемешивают почву и, проделывая в ней ходы, облегчают доступ влаги и воздуха в почвенные горизонты.
   Климат. Климат – один из важнейших факторов почвообразования, влияющий на характер и интенсивность выветривания, а значит, на создание того или иного типа минеральной почвенной массы. Климат влияет на жизнедеятельность микроорганизмов, т. е. на создание того или иного качества и количества органической массы почвы; определяет в значительной мере влажность и водный режим почвы, управляет перемещением веществ и дифференциацией почвы на горизонты.
   Климатические условия земного шара закономерно изменяются от экватора к полюсам, а в горных странах – от подножия к вершине. В этом же направлении закономерное изменение испытывает состав растительности и животных. Взаимосвязанные изменения столь важных факторов почвообразования влияют на распространение основных типов почв. Следует подчеркнуть, что влияние элементов климата, так же как и всех других факторов почвообразования, проявляется лишь во взаимодействии с другими факторами.
   Рельеф. Характер рельефа сказывается на почвообразовании, так как от высоты форм рельефа зависит распределение климатов и растительности, от крутизны склонов – степень проникновения влаги в почву, от экспозиции – условия освещения и нагревания.
   Почвенно-грунтовые воды. Вода является средой, обеспечивающей многочисленные химические и биологические процессы в почве. Грунтовые воды обогащают почву содержащимися в них химическими соединениями, в отдельных случаях вызывают засоление. В переувлажненных почвах недостаточное количество кислорода обусловливает подавление деятельности некоторых групп микроорганизмов. В результате действия грунтовых вод формируются особые почвы.
   Время. Время – совершенно особый фактор почвообразования. Все процессы, протекающие в почве, совершаются во времени. Чтобы сказалось влияние внешних условий и в соответствии с факторами почвообразования сформировалась почва, требуется определенное время. Так как географические условия не остаются постоянными, а изменяются, то происходит эволюция почв во времени.
   Человек. Человек сознательно и активно вмешивается в процесс почвообразования путем орошения или осушения почв, насаждения или уничтожения растительности, механической обработки почв, введения в них различных удобрений и т. п. Если влияние природных факторов на почву стихийно, то человек в процессе своей хозяйственной деятельности действует на почву направленно, изменяет ее в соответствии со своими потребностями. Изменение факторов почвообразования через антропогенное воздействие проявляется в разных формах:
   ✓ преобразование почвообразующих пород (рекультивационные наносы, горные выработки, торфоразработки и т. д.);
   ✓ изменение форм рельефа (формирование терриконов, карьеров, дамб, планировки территорий и т. д.);
   ✓ изменение климатических параметров на макро-, мезо– и микроуровнях (глобальный парниковый эффект и эффект потепления в мегаполисах, орошение почв и связанное с ним изменение микроклимата и т. д.);
   ✓ изменение характера биоты (сельскохозяйственные посевы культурных растений, лесонасаждения, подсечно-огневое земледелие ит.д.).
   Антропогенное воздействие не только изменяет факторы почвообразования, но и непосредственно, косвенно или прямо, сказывается на почвах.
   Косвенное воздействие проявляется следующим образом:
   ✓ в химическом загрязнении продуктами радиоактивного распада и тяжелыми металлами;
   ✓ в изменении уровня и режима грунтовых вод, режима рек и озер, окислительно-восстановительных условий и солевого баланса;
   ✓ в изменении естественно-растительного покрова как результата вырубки лесов, перевыпаса скота, подсечно-огневого земледелия.
   Прямое антропогенное воздействие сказывается на почвах при их обработке сельскохозяйственной техникой, орошении и осушении, внесении органических и минеральных удобрений и ядохимикатов.

8.3. Морфология почвы

   Как всякое природное тело, почва обладает суммой внешних признаков, определенной морфологией. Морфологические признаки почвы являются результатом процессов ее формирования и, естественно, отражают ее химические и физические свойства.
   Наиболее важным морфологическим признаком почвы является ее строение, т. е. закономерное изменение почвенной толщи сверху вниз, на первый взгляд напоминающее слоистость. В процессе почвообразования формируются генетические почвенные горизонты – слои почвы, различающиеся по цвету, структуре, содержанию гумуса, механическому составу. Генетические почвенные горизонты образуют почвенный профиль. Важнейшим процессом, обеспечивающим дифференциацию почвенного профиля на горизонты, является вертикальное перераспределение веществ при инфильтрации влаги и почвенных растворов и их капиллярном поднятии, перемещении питательных веществ корневой системой растений. Мощность отдельных почвенных горизонтов составляет от нескольких сантиметров до нескольких десятков сантиметров, а мощность всего почвенного слоя – до нескольких метров.
   В совокупности процессы формирования определенных почвенных горизонтов называются элементарными почвенными процессами. К ним относятся образование лесной подстилки и степного войлока, гумусово-аккумулятивный процесс (накопление органо-минеральных соединений и зольных элементов в верхних горизонтах), засоление (передвижение солей в растворенном состоянии с последующим выпадением их из раствора), рассоление, оглинивание, иллювиальные процессы (растворение различных веществ в верхних горизонтах почвы, перемещение растворов в более глубокие горизонты с осаждением некоторых веществ и их аккумуляцией), оглеение, осолонцевание.
   В.В. Докучаев выделил в почвенном профиле всего три генетических горизонта: А – поверхностный гумусово-аккумулятивный; В – переходный к материнской породе; С – материнская горная порода, подпочва. С развитием почвоведения система генетических горизонтов неоднократно расширялась и совершенствовалась. Этот процесс продолжается и в настоящее время, однако общая докучаевская система А – В – С по своей генетической сути осталась в целом неизменной и принята для использования международным сообществом почвоведов.
   Окраска почвы – одно из важных и заметных внешних свойств почв, широко используемое для присвоения им различных названий – чернозем, краснозем, желтозем, серозем, каштановая почва и т. д. Разнообразие окраски обусловлено присутствием в почве химических соединений, органики и т. д. Черный цвет связан с накоплением органического вещества (гумуса), красный – с накоплением оксидов железа, белый – оксидов кремния и углекислых солей. Окраска почвы во многом зависит от увлажнения (влажная почва всегда темнее, чем сухая) и степени агрегированности.
   Структура почвы – характерный генетический и агрономический признак почвы. Под структурностью подразумевается способность почвы распадаться на отдельности, имеющие определенный размер и форму. Форма структурных отдельностей зависит от ряда причин, в первую очередь от характера биологических процессов, количества гумуса, от состава поглощенных катионов и почвенного раствора. Различным типам почвы свойственна определенная структура. Так, зернистая характерна для гумусового горизонта черноземов, ореховатая – для горизонта дерново-подзолистых и серых лесных почв, столбчатая – для горизонта вымывания солонцов.
   В процессе почвообразования происходит закономерное перераспределение химических элементов по почвенному профилю. При этом часть элементов распределяется сравнительно равномерно в почвенной массе каждого генетического горизонта, другая часть образует соединения, имеющие тенденцию к обособлению, это так называемые новообразования и включения.
   Новообразования в почвенной массе представляют собой морфологически хорошо сформированные, четко обособленные от почвенной массы скопления минералов, возникших в процессе почвообразования. Морфологически новообразования весьма разнообразны – пленки, землистые массы, изолированные кристаллы и их сростки, конкреции самых различных форм и размеров. Не менее разнообразны их химический и минералогический составы: сульфиды, оксиды, нитраты, сульфаты, фосфаты, силикаты и некоторые другие группы.
   Включения представляют собой ясно выделяющиеся элементы почвенной массы, генетически не связанные с процессом почвообразования. К ним относятся единичные валуны или гальки, находящиеся в составе почвообразующих пород, останки животных (кости, раковины), стволы деревьев, а также археологические останки.

8.4. Основные типы почв и их географическое распространение

   Почвы полярной (арктической) зоны. Почвообразование в полярных и субполярных областях достаточно специфично и проявляется в доминировании физического выветривания над химическим разрушением пород. Участие живых организмов достаточно пассивно, так как деятельность их лимитирована суровыми климатическими условиями. В совокупности это приводит к формированию маломощных примитивных почв и господству криогенных микроструктур.
   Почвы арктической зоны распространены в Арктике и Антарктиде. Для Арктики характерны полярные пустынные почвы. Отличительными особенностями являются малый деятельный слой, слабовыраженное оглеение, полигональная комплексность почвенного покрова, обусловленная мерзлотными процессами, снежной и ветровой коррозией. В северном полушарии полярные пустынные почвы распространены в северной островной части Арктики далеко за полярным кругом. Пустыни занимают северное побережье Гренландии, северные острова
   Канадского арктического архипелага, Шпицберген, Землю Франца-Иосифа, Северный остров Новой Земли и весь архипелаг Северная Земля. Южная граница этой зоны проходит по 73–76° с.ш.
   В Антарктиде полярные пустынные почвы распространены фрагментарно на свободных ото льда площадках вдоль береговой линии континента. Площадь таких оазисов незначительна – около 0,06 % площади материка в целом.
   Широкое распространение в Антарктиде получили солончаковые почвы, приуроченные к низменным участкам морских побережий. Соли имеют морское происхождение, они либо поступают непосредственно из морской воды в рыхлые отложения и почву, либо переносятся через атмосферу. Условия полярных пустынь способствуют аккумуляции солей.
   Почвы тундровой (субарктической) зоны. Тундровые ландшафты (фин. tunturi – безлесная, голая возвышенность) на территории Евразии занимают широкую полосу на севере континента: Кольский полуостров и полуостров Канин, бассейн южной Печоры и Воркуты, полуострова Ямал, Гыдан, Таймыр и далее к северу от Среднесибирского плоскогорья, восточно-сибирское побережье морей Северного Ледовитого океана, Чукотский полуостров, Камчатку и северную часть восточного побережья Охотского моря. Тундровая зона занимает почти всю Аляску и обширную площадь Северной Канады. Тундровые почвы распространены также на южном побережье Гренландии, в Исландии, на некоторых островах Баренцева моря.
   Осадки в тундре выпадают преимущественно в виде снега, который сдувается сильным ветром в западины, что приводит к перераспределению осадков, глубокому промерзанию почв, образованию морозо-бойных трещин. Повсеместны многолетняя мерзлота и криогенные формы микрорельефа: каменные многоугольники, бугры пучения, термокарст, являющиеся основными топо– и литогенными факторами формирования микроструктур почвенного покрова криогенных областей почвообразования.
   Основным зональным типом почв в тундровой зоне являются тундрово-глеевые почвы. Достаточно распространены также почвы болотные, дерновые тундровые, подзолисто-глеевые почвы, на морских побережьях – засоленные (маршевые).
   Главным почвообразующим процессом в тундровой зоне является оглеение. Особенность тундровой зоны – доминирование глееземов (тундровые глеевые почвы разной степени оторфованности) и альфегумусовых почв (подбуров и подзолов). Альфегумусовые почвы приурочены к хорошо дренированным, а глееземы – к слабо дренированным поверхностям. Скорость поступления органического вещества с опадом в глееземах выше, чем гумификация и минерализация органических веществ. В летний период вечная мерзлота создает водоупор, вследствие чего почвы переувлажняются, что способствует оглеению.
   Большую территорию в тундровой зоне занимают также болотные почвы, которые характеризуются наличием на их поверхности торфяного слоя различной мощности, под которым расположен гумусовый, а ниже – резко выраженный глеевый горизонт.
   Почвы таежно-лесной зоны. Лесные ландшафты, широко распространенные в Западной Европе, Северной Америке, Евразии, образуют обширный пояс лесов бореального и суббореального климата северного полушария. Эта огромная территория неоднородна: лесные ландшафты разных районов существенно различаются условиями почвообразования. В самом первом приближении внутри лесного пояса можно выделить зону бореальных таежных хвойных лесов и зону суббореальных подтаежных смешанных лиственно-хвойных лесов. На самом юге этой зоны местами распространены лиственные леса.
   Основными процессами почвообразования являются подзолистый, дерновый и болотный. Данные процессы развиваются на разнообразных по гранулометрическому и минералогическому составу породах (почвообразующие породы преимущественно представлены ледниковыми отложениями), на разных формах и типах рельефа, которые обусловливают характер дренажа. Почвы образуются в условиях промывного водного режима, что способствует протеканию подзолистого процесса почвообразования.
   Почвенный покров таежно-лесной зоны характеризуется большим разнообразием. Основными почвенными типами на территории данной зоны являются подзолистые, дерновые, дерново-подзолистые, болотные, болотно-подзолистые, мерзлотно-таежные и подбуры таежные. Типичные подзолистые почвы образуются под хвойными и сомкнутыми смешанными лесами с наземным покровом из зеленых мхов. Глеево-подзолистые почвы наиболее типичны для северной тайги, собственно подзолистые – для северной и особенно средней тайги, дерново-подзолистые – для южной тайги.
   Среди почв таежно-лесной зоны значительное распространение получили дерновые почвы, развивающиеся под чистыми ассоциациями луговой травянистой растительности на любых породах, а под травянистыми или мохово-травянистыми лесами – на карбонатных или богатых первичными минералами породах. Чаще всего дерновые почвы встречаются в Центральной и Западной Европе, Прибалтике, на Дальнем Востоке, Камчатке, Курилах, в поймах рек и на приозерных равнинах Северной Америки.
   Дерново-подзолистые почвы в почвенном покрове таежно-лесной зоны занимают наибольшие пространства в южной тайге, а также в средней тайге под лиственными и смешанными лесами с травянистым покровом. Они составляют основной фонд пахотных земель.
   В условиях избыточного увлажнения, которое может создаваться как за счет атмосферных осадков, так и в случае дополнительного притока поверхностных и грунтовых вод, формируются болотные почвы. Наиболее распространены болотные почвы в северной тайге в Евразии (особенно на Западно-Сибирской низменности) и в Северной Америке, т. е. там, где состав и количество фитомассы растительного опада обеспечивают процесс торфообразования, а условия увлажнения благоприятны для развития анаэробных процессов, в том числе оглеения.
   Мерзлотно-таежные почвы образуются в условиях резко континентального климата, в районах с наличием многолетней мерзлоты под светлохвойными (лиственничными) лесами. Распространение получили на Азиатском континенте в Центральной и Восточной Сибири, встречаются на севере Канады.
   Кроме перечисленных почв локальное распространение имеют следующие: палевые типичные с ареалом формирования в средней и южной тайге полузасушливых областей Восточной Сибири; палевые опод-золенные, характерные для средней тайги и среднедренированных водоразделов под лиственнично-сосновыми лесами; палево-карбонатные; палево-осолоделые. Все эти почвы встречаются главным образом в Центрально-Якутской области. Они приурочены в основном к слабодренированным равнинам и формируются под влажными лугами при близком уровне грунтовых вод гидрокарбонатно-натриевого или хлоридно-сульфатно-натриевого состава.
   Почвы зоны смешанных лесов. К югу от зоны таежных лесов располагаются леса смешанного хвойно-лиственного состава. Эти леса особенно широко распространены на территории Восточно-Европейской равнины, за Уралом они продолжаются далеко на восток, вплоть до Приамурья, хотя и не образуют сплошной зоны.
   Наиболее характерны дерново-подзолистые почвы, формирующиеся на суглинистых почвообразующих породах.
   В ландшафтах верховых болот развиваются торфяно-подзолисто-глеевые почвы, низинных болот – торфяно-перегнойные почвы. На почвообразующих породах, богатых карбонатами кальция, образуются дерново-карбонатные почвы, или рендзины, характерные для развития ордовикских карбонатных отложений в пределах Латвии, Эстонии, северо-западной части России. Пойменно-дерновые, пойменно-луговые и пойменно-болотные почвы в поймах рек формируются в условиях ежегодных весенних паводков и близкого расположения грунтовых вод.
   Почвы зоны широколиственных лесов. В пределах суббореального пояса, в более теплых условиях по сравнению с таежными и подтаежными лесами, распространены лиственные леса с богатым травяным покровом. Среди почв, сформированных в этих ландшафтах, выделяются две группы. Почвы первой группы образовались на территории, находящейся под воздействием мягкого океанического климата (области влияния Атлантического океана в Западной Европе и в Северной Америке). Почвы второй группы сформированы во внутриконтинентальных районах суббореального пояса, т. е. в центральных областях Евразии и Северной Америки.
   Почвы первой группы – бурые лесные (буроземы) – образуются в условиях влажного и мягкого океанического климата, широко распространены в Западной Европе, а также горном Крыму, теплых и влажных районах Кавказа и Приморском крае России. В Северной Америке бурые почвы широколиственных лесов распространены в приатланти-ческой части континента. Буроземы формируются под хвойно-широколиственными лесами с участием бука, дуба, граба, ясеня, липы, клена, пихты, кедра.
   Почвы второй группы – серые лесные – развиваются в континентальных климатических условиях, прерывистой полосой протягиваются от западных границ Беларуси до Забайкалья. Эта зона, получившая название лесостепной, имеет очень извилистую границу, которая в северной части языками и островами проникает в таежно-лесную зону, а в южной – в степную зону.
   Почвы зоны степей. Почвы зоны луговых и лугово-разнотравных степей получили название черноземов. Черноземы простираются на значительные расстояния во внутриконтинентальной части Евразии: Молдова, Южная Украина, Предкавказье; Восточно-Европейская равнина, Южный Урал, Западная Сибирь до Алтая, Казахстан; восточнее черноземы образуют отдельные массивы (наиболее восточный массив черноземов находится в Забайкалье). В Центральной Европе черноземные почвы распространены в ряде районов Венгрии, Румынии, Болгарии. В Северной Америке, так же как и в Евразии, полоса черноземов расположена во внутриконтинентальной области и к морскому побережью не выходит.
   Основной процесс формирования черноземов – гумусово-аккумулятивный, определяющий накопление гумуса в благоприятных гидротермических умеренно континентальных климатических условиях. На фоне травяной растительности с доминированием корней в биомассе, высокой микробиологической активности и обильной и разнотравной зоофауны, периодически промывного водного режима с максимумами осадков весной и осенью, периодическими засухами летом и умеренно холодной зимой создаются благоприятные условия для разложения растительности, ее гумификации и умеренной минерализации гумусовых веществ. Накопление и закрепление гумуса в почве превалирует над его минерализацией и вымыванием, что приводит к формированию мощных гумифицированных на многие десятки сантиметров профилей почв. Положительным фактором гумусообразования являются также почвообразующие породы карбонатного состава.
   Черноземы зонально сменяются каштановыми и бурыми пустынно – степными почвами южных сухих и пустынных степей. Каштановые почвы узкой полосой располагаются по побережью Черного и Азовского морей, на юго-востоке европейской части России площадь этих почв увеличивается (Нижнее Поволжье, Западный Прикаспий). Исключительно широко распространены почвы сухих степей на территории Казахстана. В Центральной и Восточной Сибири каштановые почвы встречаются изолированными районами. Самый восточный район распространения каштановых почв – степи Юго-Восточного Забайкалья. Бурые пустынно-степные почвы преимущественно приурочены к полупустынным районам Казахстана.
   В Европе каштановые почвы занимают небольшую площадь в Румынии и значительно более широко представлены в центральных районах Испании. Из Казахстана сплошная полоса каштановых почв уходит в Монголию, а затем в Восточный Китай.
   Почвы засушливых степей и полупустынь Северной Америки заключены между Скалистыми горами на западе и прериями на востоке. К югу область распространения каштановых и бурых почв ограничена Мексиканским плоскогорьем. В южном полушарии сухие степи распространены лишь в Патагонии (Аргентина).
   Каштановые почвы формируются в менее благоприятных условиях (более высокие температуры и меньшее количество осадков) и поэтому менее гумусированы, чем черноземы, но обладают достаточно высоким потенциальным плодородием.
   Почвами-диагностами сухостепных условий почвообразования на низменностях всех географических зон Земли являются солоди – почвы под влажными лугами, травяно-осоковыми болотами, травяными березняками или осинниками. Среди гидроморфных почв степного пояса широко распространены также солончаки и солонцы.
   Почвы зоны пустынь. Почвы пустынь расположены во внутриконтинентальной части Евразии, на обширных равнинах Казахстана, Средней и Центральной Азии, в Северной Америке, Патагонии.
   Зональными типами почв являются бурые полупустынные (Прикаспийская низменность, Казахстан), серо-бурые пустынные (Устюрт, Бетпак-Дала, плато Мангышлак), песчаные пустынные (Каракумы, Кызылкум, Гоби). Из гидроморфных почв для пустыни особенно характерны солончаки и такыры (формируются на определенной почвообразующей породе, представляющей собой пролювиальное скопление пылевато-илистых частиц, вынесенных с ближайших возвышенностей).
   Все почвы пустынных регионов малоплодородны. Их использование возможно только при соблюдении мелиораций и внесении удобрений. Основные лимитирующие факторы использования данных почв в сельском хозяйстве:
   ✓ высокая карбонатность, засоленность, гипсоносность и солонцеватость почв;
   ✓ низкое содержание гумуса и маломощность гумусированного профиля;
   ✓ малое количество осадков и низкая влагоемкость почв.
   Почвы субтропического пояса. В субтропическом поясе выделяют следующие основные группы почв: почвы влажных лесов, сухих лесов и кустарников, сухих субтропических степей и низкотравных полусаванн, а также субтропических пустынь.
   Почвы влажных субтропических лесов – красноземы и желтоземы – широко развиты в субтропической части Восточной Азии (Китай и Япония) и на юго-востоке США (Флорида и соседние южные штаты), встречаются на Кавказе – на побережье Черного моря (Аджария) и побережье Каспийского моря (Ленкорань).
   Красноземы получили название благодаря своей окраске, которая обусловлена составом почвообразующих пород специфического кирпично-красного или оранжевого цвета. Цвет толщи характеризуется присутствием прочно связанных гидроксидов Fe(III) на поверхности коренных пород.
   Почвы, сформированные под сухими лесами и кустарниками, – коричневые. Они широко распространены в Южной Европе, Северной Африке, на Ближнем Востоке, в ряде районов Центральной Азии; в Северной Америке почвы этого типа развиты в Мексике и на юго-западе США; под сухими эвкалиптовыми лесами и кустарниками они известны в Австралии, встречаются также в теплых и относительно сухих местах Кавказа, на Южном берегу Крыма, в горах Тянь-Шаня; особенно характерны эти почвы для ландшафтов Средиземноморья.
   В аридных ландшафтах субтропического пояса формируются сероземы. Они широко представлены в предгорьях хребтов Средней Азии. Почвообразующими породами являются преимущественно лёссы, мощным чехлом покрывающие предгорья хребтов Средней Азии. Особенность вещественного состава лёссов Средней Азии – значительное содержание обломочных силикатов, как правило, преобладающих над обломочным кварцем
   Почвы тропического пояса. Тропический пояс представлен саваннами, влажными лесами, полупустынями и пустынями. Типичные саванны отличаются от степей суббореального пояса большей активизацией всех факторов и процессов почвообразования. Почвы формируются на красноцветных древних корах выветривания, представленных отложениями с преобладанием каолина. Зональным типом почв являются красно-коричневые почвы. Процессы выветривания развивались на протяжении весьма длительного времени – начиная с нижнего палеозоя, местами даже с докембрия, поэтому некоторые важные свойства современных тропических почв унаследованы от древних продуктов выветривания, а отдельные процессы современного почвообразования находятся в сложной связи с процессами древних этапов гипергенеза. Следы наиболее древнего этапа гипергенеза представлены мощной элювиальной корой выветривания красного цвета, который обусловлен оксидом железа. Под влиянием климатических факторов (сезонная смена дождливых периодов сухими), понижения базиса эрозии кора выветривания превратилась в прочные латеритные панцири (от лат. later – кирпич), покрывающие поверхности высоких плато и создающие характерный облик рельефа тропических территорий. В коре выветривания аккумулируются железо и алюминий, поэтому по химическому составу ее относят к ферраллитной. Почвы распространены в Африке, Южной Америке, Южной Азии и Австралии.
   Для опустыненных саванн (на границе с тропическими пустынями) характерны красно-бурые почвы. Наибольшую площадь они занимают в Африке (юг Сахары, север Калахари) и в Австралии (окружают пустыни с запада и востока).
   Для тропического почвообразования, развивающегося в условиях смены сухих сезонов года периодами обильных дождей, характерен режим периодического высокого стояния грунтовых вод, что особенно типично для относительных понижений рельефа. В этих условиях формируются черные почвы (слитоземы). Площадь, занятая черными почвами, составляет около 4131,6 тыс. км -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, или 3,79 %. Особенно значительны территории этих почв в Австралии, Индии и Африке.
   Для постоянно влажных тропических субэкваториальных и экваториальных лесов характерны красные, красно-желтые ферраллитные и желтые аллитные (преобладает алюминий над железом) почвы, которые образуются под покровами наиболее продуктивной формации суши и распространены на большой территории в Южной Америке (дельта Амазонки), Африке (впадина Конго, Камерун, побережье Гвинейского залива), на Мадагаскаре, в Юго-Восточной Азии, Индонезии, на Филиппинах, в Новой Гвинее и на севере Австралии.
   Для почвенного покрова горных стран типична закономерная смена почв с изменением высоты – вертикальная зональность. Это явление обусловлено изменением гидротермических условий и состава растительности.
   Нижний пояс горных почв определяется условиями той природной зоны, на площади которой находятся горы. Так, если горная система с ледниковым покровом расположена в пустынной зоне, то на ее склонах от подножий к вершине могут сформироваться горно-каштановые, горно-черноземные, горно-лесные и горно-луговые почвы. Но если горы расположены в таежно-подзолистой зоне, то в этих условиях могут образоваться лишь зоны горно-подзолистых и горно-тундровых почв.
   Структура вертикальной зональности почвенного покрова горной страны зависит не только от типа равнинной почвы, в зоне которой находится горная страна, но и от местных, провинциальных биокли-матических особенностей. Например, в горных системах Центральной и отчасти Средней Азии развита горно-степная зона, переходящая в горно-луговую, а зоны горно-лесных почв нет (явление выпадения зон). Это обусловлено резкой засушливостью климата Азии. Границы горных почвенных зон в зависимости от местных условий могут повышаться и понижаться над уровнем моря. В некоторых случаях порядок смены нарушается. Происходит инверсия почвенных зон, когда одна зона оказывается выше, чем следовало бы по аналогии с горизонтальными. Так, в Дорийской степи в Закавказье черноземы расположены выше лесных почв. Широко распространено проникновение одних зон в другие по горным долинам и ущельям.
   Среди специфических горных почв в первую очередь необходимо отметить горно-луговые, образующиеся в условиях холодного и влажного климата высокогорий и большого количества солнечной радиации. В случае большой сухости климата формируются горно-лугово-степные, высокогорные пустынные почвы.
   Разнообразие структуры вертикальной зональности, сильное влияние рельефа и геологического строения, специфические особенности строения почв – все это сказывается на сложности строения почвенного покрова.

Тема 9
Общие законы географической оболочки

9.1. Географическая оболочка – объект изучения общего землеведения

   Географическая оболочка – целостная материальная система, образованная при взаимодействии и взаимопроникновении атмосферы, гидросферы, литосферы, живого вещества.
   О том, что география изучает особую оболочку Земли, писали многие географы. А. Гумбольдт в труде «Космос» описывает «жизнесферу», по своему содержанию аналогичную биосфере, в заключительных строках говорит о «сфере разума». П.И. Броунов в предисловии к «Курсу физической географии» утверждает, что наружная оболочка Земли состоит из концентрических сферических оболочек, а именно литосферы, гидросферы, атмосферы и биосферы, все эти оболочки в значительной степени проникают одна в другую и своим взаимодействием обусловливают как наружный облик Земли, так и все явления на Земле. Современное понятие «географическая оболочка» разработано и введено в систему географических наук А.А. Григорьевым («Предмет и задачи физической географии», 1932). Он считал, что «земная поверхность представляет качественно особую вертикальную физико-географическую зону, или оболочку, характеризующуюся глубоким взаимопроникновением и активным взаимодействием литосферы, атмосферы и гидросферы, возникновением и развитием именно в ней органической жизни, наличием в ней сложного, но единого физико-географического процесса». В 1937 г. выходит монография Григорьева «Опыт аналитической характеристики состава и строения физико-географической оболочки земного шара», в которой он дает подробное обоснование географической оболочки как основного предмета физической географии, рассматривает границы географической оболочки и методы ее изучения.
   Положение верхней и нижней границ ГО разными авторами оценивается по-разному. Григорьев верхнюю границу ГО проводит в стратосфере на высоте 20–25 км, ниже слоя концентрации озона. Нижняя граница, по его мнению, проходит немного ниже границы Мохоровичича (на материках на глубине 30–40 км, под океанами – 5–8 км). Мощность ГО, по Григорьеву, составляет 75 км на материках и 45 км – на океане.
   В границах, близких к обозначенным Григорьевым, рассматривает ГО А.М. Рябчиков, однако нижнюю границу он проводит на уровне земной коры. С.В. Калесник верхнюю границу проводит на уровне тропопаузы, нижнюю он ограничивает осадочным слоем земной коры (4–5 км). А.Г. Исаченко в ГО включает тропосферу, гидросферу и осадочный слой земной коры. Ф.Н. Мильков, Д.Л. Арманд верхнюю границу проводят по тропопаузе, нижнюю – по границе земной коры.
   Таким образом, границы ГО следует проводить по границе наиболее активного взаимодействия всех компонентов и проявлению географических закономерностей, особенно географической зональности. Целесообразно присоединиться к мнению исследователей, проводящих верхнюю границу ГО по тропопаузе (верхней границе тропосферы), а не внутри или выше озонового слоя. Данный подход представляется более обоснованным. Во-первых, это примерно соответствует физическому пределу распространения жизни в биосфере современной структуры. Во-вторых, привязка границы к озоновому слою приводит к неопределенности ее для этапов геологической истории, когда этого слоя не было. Соответственно при рассмотрении эволюции ГО возникнут определенные трудности, так как на протяжении резко преобладающей по продолжительности части ее существования озоновый слой, вероятно, отсутствовал.
   К ГО, независимо от этапа ее существования, следует всегда относить часть атмосферы, в которой происходят круговорот воды, интенсивное перемещение воздушных масс, содержится основная масса атмосферы, формируются погодные условия, проявляется зональность распределения тепла и влаги, т. е. тропосферу.
   Нижнюю границу ГО в литосфере следует проводить по границе проявления экзогенных процессов, т. е. по подошве зоны гипергенеза, в этой зоне сформировались зональные коры выветривания, происходят круговороты вещества и энергии. В ГО включается вся гидросфера. Мощность ГО составляет 23–26 км (рис. 38).

   Рис. 38. Схема строения географической оболочки (Верзилин, 2005):1 — земная кора; 2 – гидросфера; 3 – биосфера; 4 – атмосфера; 5 – географическая оболочка

   Ряд ученых предлагали заменить термин ГО термином «биосфера», считая, что биосфера в понимании Вернадского (по мощности и по смыслу) совпадает с ГО. Однако в традиционном понимании в термине «биосфера» центральное место принадлежит живому веществу, остальные компоненты образуют его окружающую среду, что не совсем правильно. Кроме того, ГО существует более длительное время, чем биосфера. Биосферный этап – стадия развития ГО.
   Компоненты ГО – это однородные вещественные образования: природная вода, воздух, горные породы, растения, животные, почвы.
   Компоненты делят на устойчивые (горные породы, почвы), мобильные (вода, воздух), активные (растения, животные); по агрегатному состоянию – на твердые, жидкие, газообразные.
   Выделяют три структурных уровня ГО.
   Первый уровень – геокомпонентный (самый простой уровень; отдельные компоненты изучают геология, ботаника, геохимия и геофизика).
   Второй уровень – геосферный. Геосферы – это оболочки, занятые преимущественно одним компонентом, они определяют вертикальную структуру ГО, располагаются ярусно и по удельному весу. Верхняя атмосфера образована самыми легкими газами, ниже залегают гидросфера и литосфера, образованные более тяжелыми химическими элементами. Наиболее сложное строение ГО имеет на контакте сфер: атмо– и литосферы (поверхность Земли), гидро– и литосферы (дно океана), атмо– и гидросферы (поверхность океана), атмо-, гидро– и литосферы (в прибрежной зоне океана).
   Третий уровень – геосистемный. Геосистемы – комплексы, образованные при взаимодействии всех компонентов, образуют горизонтальную структуру ГО. Дифференциация ГО на геосистемы обусловлена неравномерным распределением тепла и влаги, неоднородностью земной поверхности.
   Географическая оболочка обладает качественным своеобразием и отличается от первичных геосфер, ее образующих:
   ✓ ГО – наиболее сложная оболочка планеты, характеризующаяся разнообразием вещественного состава;
   ✓ в пределах ГО вещество находится в трех агрегатных состояниях, обладает широким диапазоном физических характеристик;
   ✓ в оболочке присутствуют различные виды энергий, солнечная энергия преобразуется в энергию химических связей, тепловую и механическую;
   ✓ в пределах ГО наблюдается тесное взаимодействие слагающих ее компонентов, что приводит к образованию качественно новых образований – природных комплексов;
   ✓ в пределах ГО возникла жизнь, существует человеческое общество.
   В жизни ГО выделяют несколько этапов. Первый, добиосферный (геологический), – с 4,5 млрд до 570 млн лет назад. В это время произошло формирование материков и океанических впадин, образовались атмосфера и гидросфера. На добиосферном этапе взаимодействовали атмо-, гидро– и литосфера. Живое вещество существовало, но сплошного распространения не имело. В это время целостность оболочки поддерживали круговороты воды и химических элементов. В результате взаимодействия первичных компонентов – воды, воздуха, горных пород – формировались компоненты ГО (образовались природная вода и воздух, осадочные горные породы). На добиосферном этапе верхняя граница ГО располагалась на высоте 80 км (в этом слое существуют серебристые облака, состоящие из смерзшихся газов и льда, т. е. пары воды при круговоротах заносились на эту высоту). Нижняя граница проходила по границе осадочного слоя: осадочные горные породы являются результатом воздействия на горные породы воды и воздуха, кроме того, именно здесь располагаются горизонты подземных вод.
   На втором, биосферном, этапе во взаимодействие включается живое вещество (с 570 млн до 40 тыс. лет назад). К существующим круговоротам добавляется биогенный: на свету элементы в результате реакции фотосинтеза превращаются в органические вещества, к испарению добавляется транспирация. Компоненты ГО становятся более сложными, в их преобразовании участвует живое вещество. Природная вода приобретает специфический газовый и солевой состав, который является результатом жизнедеятельности организмов, образуются коры выветривания и почвы, к компонентам добавляются растительность и животные. Верхняя граница ГО спускается до озонового слоя (здесь образуются зональные ВМ), нижняя граница очерчивает зону гипергенеза.
   На третьем этапе ГО вступает в ноосферный этап развития. Под ноосферой (сферой разума) понимают сферу взаимодействия природы и общества, в которой разумная деятельность человека становится определяющим фактором развития. На ноосферном этапе к круговоротам добавляется антропогенный круговорот вещества и энергии, начинают формироваться антропогенные компоненты, которые несут в себе результаты воздействия человеческой деятельности.
   К основным законам ГО относятся целостность, круговорот вещества и энергии, ритмические явления, зональность и азональность (приводятся по Калеснику, 1970).

9.2. Целостность географической оболочки

   Целостность – один из важнейших законов ГО, проявляющийся в том, что все компоненты взаимосвязаны друг с другом и изменение любого из них приводит к нарушению целостности всей оболочки. Причем ГО – не механическая сумма компонентов, а качественно новое образование, обладающее специфическими чертами и развивающееся как единое целое.
   Целостность и взаимосвязь компонентов ГО можно проследить, анализируя историю оледенений (по С.В. Калеснику) четвертичного периода. В эпохи оледенений большие объемы воды консервируются в ледниках, что вызывает значительное понижение уровня всего МО (на 100–110 м). Понижение уровня МО сказалось в свою очередь на природе всей Земли: произошло осушение шельфа, материки и океаны приобрели другие очертания, часть островов присоединилась к материкам. В это время возникают «континентальные мосты», по которым происходила миграция видов, следовательно, растения и животные заселяют новые территории. Во всех речных системах земного шара (ЗШ) в результате понижения базиса эрозии активизируется глубинная эрозия.
   В теплые межледниковые периоды материковые льды таяли, дополнительные объемы воды стекали в океан, что обусловливает повышение уровня МО. Начинается затопление шельфа, уменьшение площади материков и увеличение площади океанов. В это время «континентальные мосты» разрушаются, что ограничивает миграцию наземных организмов, но может вызвать миграцию водных. Если «континентальные мосты» в последующие ледниковые эпохи не восстанавливаются, на материках могут сформироваться своеобразные флора и фауна.
   Особенно большое воздействие на компоненты ГО оказывает человеческая деятельность. Недостаток знаний о взаимосвязи компонентов приводит к возникновению проблем Каспийского, Аральского морей, опустыниванию, деградации почв. Особенно остро стоит проблема Аральского моря, уровень которого понизился на 13 м. К 1990-м гг. Сырдарья уже не впадает в Аральское море, а сток Амударьи колебался от 0 до 10 км -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

в год. Соленость Аральского моря возросла вдвое и составила 22%с, объем уменьшился на 600 км -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, от воды освободился участок суши площадью 20 000 км -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

. Закон целостности ГО предупреждает о необходимости предварительного и притом тщательного изучения географической структуры всякой территории, подвергающейся тому или иному виду хозяйственного воздействия.

9.3. Круговорот вещества и энергии в географической оболочке

   Целостность ГО достигается за счет круговоротов вещества и энергии. Круговоротам подвержено вещество литосферы, атмосферы, гидросферы и биосферы.
   В литосфере осуществляется круговорот вещества, охватывающий зону гипергенеза. В результате внутренних (эндогенных) процессов Земли магма, выходя на поверхность, превращается в изверженные горные породы. Под влиянием выветривания и деятельности текучих вод горные породы разрушаются и переносятся водой, льдом или ветром; отлагаются в другом месте – на суше или на дне водоемов в форме рыхлых осадочных отложений, которые впоследствии уплотняются. Накопление осадочных толщ может иметь следствием погружение их в область высоких температур и давления. В результате этого породы изменяются – метаморфизируются, а при достаточно высоких температурах расплавляются, т. е. возвращаются к состоянию магмы.
   В атмосфере круговорот представлен ОЦА, происходит формирование воздушных потоков планетарного масштаба. Основной вид циркуляции атмосферы на вращающейся Земле обусловлен, по выражению В. Шулейкина, тепловой машиной первого рода, состоящей из «нагревателя» (низкие широты) и «холодильника» (приполярные): разность температур между экватором и полюсами порождает между-широтный обмен в толще атмосферы 20–25 км. Тепловой машиной второго рода служит разность температур между материками и океанами: летом очаги холода – океаны, очаги тепла – суша; зимой очаги холода – суша, очаги тепла – океаны. Циркуляция, создаваемая второй машиной, менее мощная, но все же проявляется в сезонной смене течений воздуха у поверхности Земли. «Нагреватель» и «холодильник» действуют, конечно, не непосредственно, а через барический рельеф: в области нагрева образуются ареалы пониженного давления, в областях охлаждения – повышенного. Движение воздуха, стимулированное разностью давлений, само по себе тоже вызывает изменение давления, которое в районах оттока воздуха понижается, а в местах притока повышается. Кроме того, циклоническим системам свойственны восходящие движения воздуха, антициклонам – нисходящие.
   В гидросфере формируются большие и малые круговороты воды. В океане существуют горизонтальные и вертикальные круговороты водных масс; на суше наблюдается стекание воды по руслам рек, образование озер, ледников и подземных вод. Испарение воды с поверхности океана, конденсация водяного пара в атмосфере и выпадение атмосферных осадков на поверхность океана образуют малый круговорот. Когда водяной пар переносится воздушными течениями на сушу, круговорот воды становится сложнее. Одна часть осадков, выпавших на поверхность суши, испаряется и поступает обратно в атмосферу. Другая часть наземными и подземными путями стекает в понижения рельефа и питает реки и озера. Вода, принесенная на сушу с океана, вновь возвращается в океан речными и подземными стоками, завершая свой большой круговорот (рис. 39).

   Рис. 39. Схема круговорота воды:1 – осадки; 2 – водопроницаемые породы; 3 – слабопроницаемые породы; 4 – непроницаемые породы; 5 – источник; 6 – направления движения воды и водяных паров

   Морские течения образуют в каждом океане кольца океанической циркуляции. Наиболее крупные из них расположены между экватором и 40-ми параллелями, причем в соответствии с действием силы Кориолиса в СП вода в кольце движется по часовой стрелке, в ЮП – против часовой стрелки. Например:
   ✓ кольцо вокруг Саргассова моря: Северное Пассатное течение (на запад) – сложная система Гольфстрима (на северо-восток) – ветвь от «дельты» Гольфстрима на восток к Европе – Канарское течение (на юг) – Северное Пассатное течение. Из района Ньюфаундленда часть вод, принесенных Гольфстримом, увлекается западными ветрами в высокие широты в виде Северо-Атлантического течения;
   ✓ Северное Пассатное течение Тихого океана (на запад) – Куросио (на северо-восток) – Северо-Тихоокеанское (на восток) – Калифорнийское (на юг) – Северное Пассатное течение;
   ✓ Южное Пассатное течение Атлантического океана (на запад) – Бразильское течение (на юго-запад) – течение Западных ветров (на восток) – Бенгельское течение (на север) – Южное Пассатное течение;
   ✓ течение Западных ветров, или Антарктическое, образует непрерывный ток воды вокруг земного шара в средних широтах ЮП.
   Обязательным звеном циркуляции воды в океане являются компенсационные противотечения: межпассатное экваториальное в Тихом и Атлантическом океанах (см. § 6.3).
   Большое значение имеет биологический круговорот – образование и разложение органического вещества. Общая схема биологического круговорота такова:
   1. В зеленых растениях на дневном свету идет процесс фотосинтеза: в хлорофилловых зернах разлагается вода, водород используется на построение органических соединений, а кислород выделяется в атмосферу.
   2. Органические вещества животных и растений после смерти организмов разлагаются микробами до простейших соединений – углекислого газа, воды, аммиака и др.
   3. Минеральные соединения, возникшие описанным путем, снова поглощаются растениями, животными, микробами и снова входят в состав сложных органических веществ. Иными словами, одни и те же элементы многократно образуют органические соединения живых организмов и многократно снова переходят в минеральное состояние.
   Темпы биологического круговорота определяют важнейшие черты миграции химических элементов в ГО и характер связей между атмо-, гидро– и литосферой.
   Все описанные круговороты не являются круговоротами (циклами) в точном смысле этого слова. Они не вполне замкнуты, и конечная стадия круговорота вовсе не тождественна начальной стадии. Разрыв между стадиями представляет направленное изменение, т. е. развитие. Растение, например, отдает почве больше веществ, чем получает от нее, так как его органическая масса создана в основном за счет углекислого газа атмосферы, а не за счет элементов, поступивших из почвы через корневую систему.

9.4. Ритмические явления в географической оболочке

   Своеобразная разновидность круговоротов в ГО и один из законов ее развития – ритмичность.
   Ритмичностью называется повторяемость во времени комплекса процессов, которые каждый раз развиваются в одном направлении. Различают две формы ритмики: периодическую (ритмы одинаковой длительности) и циклическую (ритмы переменной длительности).
   По продолжительности ритмы бывают сверхвековые, внутривековые, годовые, суточные. Самый крупный ритм в истории Земли связан с движением Солнечной системы вокруг ядра Галактики и составляет 180–220 млн лет. В жизни Земли он представлен тектоническими этапами: каледонским (200 млн лет), герцинским (180 млн лет), мезозойским (165 млн лет), кайнозойским. В это время активизируются тектонические движения, вулканизм, изменяются очертания материков, что, в свою очередь, обусловливает изменение климата.
   Из сверхвековых ритмов хорошо изучен ритм продолжительностью 1800–2000 лет, который связан с изменением приливообразующих сил на Земле. Примерно раз в 1800 лет Солнце, Луна и Земля оказываются в одной плоскости и на одной прямой, причем расстояние между Солнцем и Землей наименьшее. В ритме выделяются три фазы. Первая фаза – трансгрессивная (прохладного и влажного климата), развивающаяся быстро, но имеющая небольшую продолжительность в 300–500 лет (усиливалось оледенение, увеличивался сток рек, повышался уровень озер). Вторая фаза – регрессивная (сухого и теплого климата), длительность этой фазы составляет 600–800 лет (ледники отступали, реки мелели). Третья фаза – переходная, длительность ее 700–800 лет.
   Среди внутривековых ритмов наиболее четкими оказались циклы продолжительностью в 11, 22 и 33 года, связанные с солнечной активностью. А.Л. Чижевский считал, что на пике солнечной активности усиливаются вспышки эпидемий, увеличивается вулканическая активность, частота возникновения циклонов, а также массовые волнения людей, народные восстания (революции 1905 и 1917 гг., события 2000 г. – войны в Чечне, Абхазии, Афганистане – точно соответствуют пику солнечной активности).
   Годовая ритмика связана со сменой времен года и обусловлена орбитальным движением Земли и наклоном оси. Сезонная ритмика наблюдается во всех геосферах: в атмосфере существует годовой ход влажности, температур, атмосферных осадков, формируются сезонные ветры – муссоны. В литосфере в течение года изменяется интенсивность выветривания, других экзогенных процессов. В гидросфере наблюдается годовой ход температуры воды, солености, плотности, сезонная миграция рыб.
   Суточная ритмика связана со сменой дня и ночи, возникающей из-за вращения Земли вокруг оси. Суточный ритм проявляется в суточном ходе всех метеоэлементов, фотосинтез идет только днем, на свету Человек также живет по «солнечным часам»: активность организма понижается с 2 до 5 ч утра и с 12 до 14 ч солнечного времени, в это время уменьшается частота пульса, ухудшается память, понижается температура. Наиболее активен человек с8до 12чис 14 до 17 ч.
   Суточная ритмика на разных широтах имеет свою специфику. Это связано с продолжительностью освещения и высотой Солнца над горизонтом. На экваторе день равен ночи в течение всего года. По направлению к полюсам летом длительность дня увеличивается, а ночи – уменьшается, зимой, наоборот, увеличивается длительность ночи. В дни летнего солнцестояния на полярных кругах длительность дня равна 24 ч. За полярным кругом летом наблюдается полярный день.
   Ритмические явления, как и круговороты, не замкнуты в себе. Протекающие на фоне непрерывного развития ГО, они не могут повторить в конце ритма то состояние, какое было в его начале. Изучение ритмов в природе важно для научных и практических прогнозов, происходящих в ней процессов.

9.5. Зональность и азональность в географической оболочке

   Зональность – важнейший географический закон, отражающий изменение компонентов или комплексов от экватора к полюсам благодаря изменению угла падения солнечных лучей. Основные причины зональности – форма Земли и положение Земли относительно Солнца, а предпосылка – падение солнечных лучей на земную поверхность под углом, постепенно уменьшающимся в обе стороны от экватора.
   Основоположником учения о зональности был русский почвовед и географ В.В. Докучаев, который считал, что зональность – это всеобщий закон природы. Географы разделяют понятия «компонентная зональность» и «комплексная зональность». Представление о компонентной зональности сложилось с античных времен. Еще Аристотель выделил на Земле тепловые пояса. Комплексную зональность открыл и обосновал Докучаев.
   Ученые выделяют горизонтальную, широтную и меридиональную зональность. Очевидно, более общее понятие – горизонтальная зональность (на равнинах она проявляется как широтная, в приокеани-ческих секторах ориентация зон становится почти меридиональной).
   По причине зонального распределения солнечной лучистой энергии на Земле зональны: температуры воздуха, воды и почвы; испарение и облачность; атмосферные осадки, барический рельеф и системы ветров, свойства ВМ, климаты; характер гидрографической сети и гидрологические процессы; особенности геохимических процессов и почвообразования; типы растительности и жизненные формы растений и животных; скульптурные формы рельефа, в известной степени типы осадочных пород, наконец, географические ландшафты, объединенные в связи с этим в систему природных зон.
   Размывается зональность в высоких слоях атмосферы, на рубеже 20–25 км, так как выше действует динамическая система, независимая от тропосферной. Быстро исчезают зональные различия и в земной коре. Сезонные и суточные колебания температуры охватывают слой горных пород толщиной не более 15–30 м; на этой глубине устанавливается температура, равная средней годовой температуре воздуха данной местности. Ниже постоянного слоя температура с глубиной нарастает, и ее распределение как в вертикальном, так и в горизонтальном направлении связано уже не с солнечной радиацией, а с источниками энергии земных недр, поддерживающими, как известно, азональные процессы. Зональность во всех случаях затухает по мере приближения к границам ГО.
   Наиболее крупные зональные подразделения ГО – географические пояса. Они отличаются друг от друга температурными условиями, особенностями циркуляции атмосферы, почвенно-растительного покрова и животного мира. Иными словами, под географическим поясом понимают широтное подразделение ГО, обусловленное климатом (в соответствии с классификацией Б.П. Алисова). Главный смысл выделения географических поясов заключается в обрисовке лишь самых общих черт распределения первичного фактора зональности – тепла. Общие черты циркуляции атмосферы, управляющие переносом влаги, т. е. основного фактора внутренней неоднородности природных зон, необходимо принимать во внимание при делении географических поясов на секторы (выделяют два океанических и континентальный). Наиболее благоприятны условия для жизни людей в умеренном, субтропическом, субэкваториальном географических поясах. Географические пояса выделяются на материках и на океанах. Внутри поясов на суше по соотношению тепла и влаги (что приводит к общности биологических компонентов – биоценозов) выделяются географические зоны. Зоны делятся на подзоны по степени выраженности зональных признаков. Теоретически в каждой зоне, вытянутой в широтном направлении, можно выделить только три подзоны: северную, центральную и южную. Следует отметить, что зональность хорошо выражена только на земной поверхности, с высотой и глубиной зональность быстро затухает.
   А.А. Григорьевым и М.И. Будыко разработан периодический закон географической зональности. Географические пояса выделяются по радиационному балансу, географические зоны – по индексу сухости, т. е. по соотношению радиационного баланса и теплоты, необходимой для испарения годового количества осадков. При одинаковом значении радиационного индекса сухости в каждом географическом поясе развивается подобная зона. Например, при индексе, равном 0,8, во всех поясах развивается зона лесов, однако экваториальные леса отличаются от лесов умеренного пояса. Следовательно, своеобразный облик географической зоне придает соответствующий географический пояс (количество тепла).
   Для выявления закономерностей в расположении географических поясов и зон группой ученых (Рябчиков и др., 1972) был построен гипотетический материк, размеры которого соответствуют половине площади суши, конфигурация – ее расположению по широтам, поверхность представляет собой невысокую равнину, омываемую океаном (рис. 40). Нанесенные на гипотетический материк границы поясов и зон отражают средние площади их контуров на равнинах реальных материков, а на месте горных районов они приведены к уровню этой равнины. Оказалось, что большее распространение суши в СП вызывает сильное растягивание зон в континентальных секторах северных умеренного и субтропического поясов. В ЮП эти секторы выклиниваются. В общих чертах зональность ЮП повторяет зональность СП. Большинство географических зон располагается меридионально. Только на территории Канады и России, преимущественно в континентальных секторах умеренного и субарктического поясов, преобладает широтное положение зон. Зональность прекрасно выражена на Восточно-Европейской равнине (именно при изучении почвы этой равнины Докучаев открыл закон зональности).
   Зоны не везде образуют сплошные полосы. Границы многих зон отклоняются от параллелей, в пределах одних и тех же зон наблюдаются большие контрасты в природе. Поэтому наряду с зональностью выделяют другую географическую закономерность – азональность.
   Азональность – изменение компонентов и комплексов, связанное с проявлением эндогенных процессов. Причина азональносте – неоднородность земной поверхности, наличие материков и океанов, гор и равнин на материках, своеобразие местных факторов: состав горных пород, рельеф, условия увлажнения и др. Азонален эндогенный рельеф, т. е. размещение вулканов и тектонических гор, строение материков и океанов.
   Существует две основные формы проявления азональносте – секторность географических поясов и высотная поясность. В пределах географических поясов выделяются три сектора – материковый и два приокеанических. Наиболее ярко секторность выражается в умеренном и субтропическом географических поясах, слабее всего – в экваториальном и субарктическом.

   Рис. 40. Схема географических поясов и основных зональных типов ландшафтов на гипотетическом материке (по А.М. Рябчикову)

   Высотная поясность – закономерная смена поясов от подножия к вершине горы (рис. 41). Высотные пояса не копии, а аналоги широтных зон, в основе их выделения лежит уменьшение температуры с высотой, а не изменение угла падения солнечных лучей. Кроме того, в горах изменяется спектр солнечной радиации: возрастает доля ультрафиолетовых лучей. При подъеме в горы уменьшается давление, а также не наблюдается изменения продолжительности дня и ночи, как при перемещении от экватора к полюсам.
   Наиболее важные отличия между широтными зонами и аналогичными им высотными поясами:
   1. Среди широтных зон есть зоны не только теплового, но и динамического происхождения (например, области субтропических максимумов давления); аналогичных по происхождению высотных поясов быть не может.
   2. Температура с высотой изменяется гораздо быстрее, чем по горизонтальному направлению от экватора к полюсам. В СП температура убывает в среднем на 0,5 °C на каждый градус широты, в тропосфере по вертикали – в среднем на 6 °C на каждый километр. Именно быстрое уменьшение температуры с высотой предопределяет возможность высотной климатической поясности при условии, что рельеф земной поверхности поднят на достаточную высоту (смена поясов в горах происходит быстрее).
   3. Высотная поясность в горах складывается не только под влиянием изменения высоты, но и под влиянием конкретных форм земного рельефа. Различие в рельефе – одно из принципиальных для той обстановки, в которой формируются широтные зоны и высотные пояса. Поэтому высотная поясность более разнообразна и изменчива, чем зональность, и в гораздо большей степени подвержена местным факторам (в горах существует пояс субальпийских и альпийских лугов, которого нет на равнинах).
   4. Структура высотной поясности весьма сильно зависит от экспозиции горного склона. На южных и северных, на подветренных и наветренных склонах формируется разный спектр поясов. На наветренных склонах может произрастать лес, на подветренных, в более засушливых условиях, образуется степь. В результате возникает асимметрия поясности, т. е. различие высот одноименных поясов на противоположных склонах.
   5. В известных условиях возникает инверсия высотной поясности (инверсии широтных зон не бывает). Наиболее обычная причина инверсий – застаивание в межгорных котловинах холодного воздуха, который скатывается сюда с горных склонов и вершин (на дне котловины располагается тундра, на склонах – хвойный лес).

   Рис. 41. Схема высотных поясов растительности Закавказья. Пояса:
   1 – вечного снега и льда; 2 – высокогорной пустыни; 3 – альпийский; 4 – субальпийский; 5 – высокогорных лесов с преобладанием восточного дуба; 6 – елово-пихтовых лесов; 7 – буковых лесов; 8 – смешанных лиственных колхидских лесов; 9 – лесов с преобладанием грузинского дуба; 10— полупустынь, степей и сухолюбивых редколесий; 11 – пустынь

   Вместе с тем высотная поясность имеет много общего с горизонтальной зональностью: смена поясов при подъеме в горы происходит в той же последовательности, что и на равнинах при движении от экватора к полюсам. Широтная зональность определяет тип высотной поясности: у каждой зоны свой типичный набор поясов. Высотная поясность всегда начинается у подошвы горной цепи с аналога той широтной зоны, на которую опирается горное подножие. В горах, находящихся в степной зоне, первый высотный пояс – горно-степной. Количество высотных поясов в целом зависит от высоты гор и широты места. Самый простой спектр наблюдается в горах полярных широт – там существует единственный пояс ледников. В умеренных широтах уже от трех до пяти поясов, в экваториальном поясе развивается самый полный спектр высотных поясов.
   Наряду с высотной поясностью можно говорить о глубинной поясности подводных ландшафтов. Ф.Н. Мильков выделяет мелководные ландшафты шельфа, батиальные ландшафты материкового склона, абиссальные ландшафты ложа океана и ультраабиссальные ландшафты глубоководных желобов.
   Нет единого мнения по поводу того, зональна или азональна высотная поясность. Мильков относил высотную поясность к проявлению зональности. Он писал, что есть географические зоны равнин, отличающиеся относительно простым строением, и есть географические области горных стран, характеризующиеся более сложной структурой, изменяющейся в горизонтальном и вертикальном направлениях. С.В. Калесник полагал, что высотная поясность азональна. Н.А. Гвоздецкий считал, что наблюдается две формы географической зональности: горизонтальная – на равнинах, высотная – в горах. А.Г. Исаченко пришел к выводу, что существуют три зональные закономерности: широтная поясность (широтная зональность), секторность (меридиональная зональность) и высотная (вертикальная) поясность.

9.6. Характеристика природных зон мира

9.6.1. Природные зоны экваториального и субэкваториального поясов

//-- Экваториальный пояс --//
   ✓ постоянно влажные вечнозеленые леса (гилеи)
   Экваториальный пояс на суше приурочен к Южной Америке, Африке и Юго-Восточной Азии (см. форзац [2 - Для более подробного изучения природных зон в учебных целях рекомендуется использовать учебное наглядное пособие «Природные зоны мира», масштаб 1:20 000 000 (РУП «Белкартография, 2013, автор специального содержания М.В. Лавринович).]).
   Самая крупная область – низменность бассейна Амазонки в Южной Америке. С запада на восток она простирается на 3600 км, а с севера на юг – на 2800 км. На западе этот огромный регион достигает склонов Восточных Анд. В Африке экваториальный пояс протянулся по прибрежным территориям от Гвинеи до устья Конго. В Азии экваториальный пояс занимает юг Шри-Ланки, почти весь Малайский архипелаг и южную часть Филиппинских островов.
   В экваториальном поясе постоянно тепло и влажно. Средние месячные температуры в течение всего года остаются почти неизменными, составляя +24–28 °C. Абсолютные максимумы температуры находятся между +33 и +36 °C. Среднегодовое количество осадков превышает 2000 мм в год, в исключительных случаях их количество может доходить до 12 000 мм.
   В таких климатических условиях формируется природная зона постоянно влажных вечнозеленых лесов (гилеи), для развития которых решающее значение имеет относительно равномерное распределение осадков в течение года (не менее 100 мм в месяц). Гилеи покрывают обширные территории в Южной Америке (58 %), Юго-Восточной Азии (25 %) и Африке (17 %).
   Растительный мир. Пышная растительность гилей характеризуется древностью и богатством флористического состава (до 42 тыс. видов). Господствующий компонент влажного экваториального леса – деревья разного внешнего вида и разной высоты, они составляют около 70 % всех встречающихся здесь видов высших растений. Из деревьев Амазонии можно построить дом для каждого жителя планеты! Древесные формы растений в ныне существующем виде сформировались в мезозое, однако возраст деревьев трудно определить по причине отсутствия в них годовых колец.
   Различают три яруса деревьев – верхний, средний и нижний, которые редко выражены четко. Верхний ярус представлен отдельными гигантскими деревьями, их высота, как правило, достигает 50–60 м. Кроны таких деревьев не смыкаются, в отдельных случаях деревья рассеяны в виде отдельных экземпляров. Несмотря на многоярусность, в целом высота деревьев относительно небольшая (около 35 м), так как сильно насыщенная влагой почва часто превращается в плывун и не выдерживает большой нагрузки. Вследствие неглубокой аэрации почв у деревьев преобладает горизонтально стелющаяся корневая система (редукция корневой системы). Досковидные корни-подпорки (достигают высоты 8 м) обеспечивают устойчивость крупных деревьев. Кора на стволах тонкая, так как деревья не страдают ни от холода, ни от недостатка влаги. Листья деревьев верхнего яруса плотные, глянцевитые, ксероморфные, что защищает их от перегрева и механического воздействия ливней. Средний ярус представляют деревья, имеющие высоту 20–30 м, обычно образуют сомкнутый полог. Степень развития нижнего яруса зависит от освещенности. Его составляют деревья, достигающие в среднем примерно 10-метровой высоты.
   Особенностью некоторых деревьев экваториального леса является каулифлория — образование цветков на стволах и безлистных участках ветвей (в основном характерна для нижнего яруса леса); мермикофилия — «сожительство» растений и насекомых (муравьев), поселяющихся в черешках листьев и защищающих деревья от вредителей; орнитофилия — опыление растений птицами. Орнитофильные растения заметны благодаря яркой окраске.
   Характерной особенностью влажного экваториального леса является специфика жизненных форм растений. Господствующее положение здесь занимают деревья, лианы и эпифиты.
   Лианы — взбирающиеся по деревьям растения с одревесневающими стеблями. Свыше 90 % всех видов лиан встречаются только во влажных экваториальных лесах, хотя для своего развития они требуют хорошего освещения. По способу закрепления на растениях, служащих им опорой, лианы можно подразделить на разные группы. Например, опирающиеся лианы могут удерживаться на других растениях с помощью опорных (цепляющихся) побегов или листьев, шипов, колючек или особых выростов типа крючков (пальмы-ротанги). Закрепляющиеся корнями лианы удерживаются на опоре с помощью множества мелких придаточных корешков или охватывают ее более длинными и толстыми корнями. Таковы многие теневыносливые лианы из семейства ароидных, ваниль – род из семейства орхидных. Вьющиеся лианы охватывают опору сильно разрастающимися в длину междоузлиями (энтада лазящая, баугиния сассапарелевидная, или обезьянья лестница, а также лианы с причудливыми цветками – виды кирказона).
   Эпифиты — растения, живущие на деревьях. Число их видов очень велико. Так, большинство видов орхидей (20–25 тыс. видов) – это эпифиты: органами, запасающими воду и питательные вещества, служат утолщенные участки побегов (так называемые бульбы), листовые пластинки или корни. Такому образу жизни способствует также образование воздушных корней, которые снаружи покрыты слоями клеток, быстро поглощающих воду. Семейство бромелиевых, или ананасовых, состоит почти только из эпифитов, чьи розетки листьев, похожие на воронки, служат водосборными резервуарами. Своеобразную ступень между эпифитами и лианами занимают гемиэпифиты. Они либо растут сначала как эпифиты на ветвях деревьев, а по мере образования воздушных корней, доходящих до почвы, становятся самостоятельно укрепляющимися в почве растениями, либо на ранних стадиях развиваются как лианы, но затем теряют связь с почвой и таким образом превращаются в эпифиты. К этим растениям относятся так называемые деревья-душители (семейство тутовых): их воздушные корни, словно сетью, охватывают ствол дерева-опоры и, разрастаясь, настолько препятствуют его утолщению, что дерево в конце концов отмирает.
   Все многообразие растительности влажных экваториальных лесов в настоящее время лучше всего представлено в бассейне Амазонки. Здесь выделяют несколько типов дождевых лесов:
   ✓ дождевые болотистые (заливаемые более чем на 6 месяцев) – игапо;
   ✓ дождевые, заливаемые на 3–4 месяца, – варзеа;
   ✓ дождевые незаливаемые – этэ, терра фирма.
   Леса терра фирма («твердые земли») самые богатые в видовом отношении. Известный исследователь А. Гумбольдт назвал их гилеей, а местные жители называют их сельва. Верхний ярус представлен деревьями из семейства цезальпиниевых, мимозовых (самые высокие деревья бассейна Амазонки, до 60 м), мускатниковых, сапотовых, молочайных (у гевеи бразильской, дающей каучук, высота достигает 30 м, толщина ствола – свыше 1 м), лавровых, кутровых и др. Так, 70 м высоты достигает сейба – хлопковое дерево, волокно и масло которого напоминает хлопковое; другое полезное дерево, бертолеция (бразильский орех), достигает 50-метровой высоты. Из деревьев, дающих ценную древесину, следует отметить свитению крупнолистную (до 50 м) и красное махагониевое дерево.
   Особенно пышно в лесах Амазонки развиваются лианы. Из некоторых ее видов местные индейцы изготавливают яд кураре, который наносят на наконечники стрел.
   Регулярно затопляемую часть поймы реки в Южной Америке называют зоной варзеа (пойменный лес). У Амазонки эта зона достигает более 100 км. У берега растут ива Гумбольдта, капоковое дерево (до 50 м, крайне легкая древесина его пользуется большим спросом), в лесах зоны варзеа – шоколадное дерево, или дерево какао, венесуэльское дерево, змеиное дерево. Для затапливаемой части поймы характерны пальмы: восковая, винная, масличная.
   Еще один тип дождевых лесов низменностей, встречающихся в постоянно увлажненных местностях, называют лесом игапо (болотистый лес). Представлены деревья из семейства цезальпиниевых и мимозовых, а также миртовых, мареновых и сумаховых, или фисташковых. Здесь встречаются ива орейана, виктория-регия (на воде), широко распространены лианы и эпифиты. Среди последних выделяются орхидеи, из лиан преобладают семейства тыквенных, настурциевых и кактусовых.
   Дождевые леса Африки сильно отличаются от лесов Америки и Азии. В верхнем ярусе преобладают деревья африканских родов семейства цезальпиниевых, здесь также встречаются, причем весьма обильно, эндемичные представители. Высота деревьев достигает 35–45 м, они не столь продуктивны, как дождевые леса Амазонки. Здесь растут хозяйственно ценнейшие деревья Африки, дающие благородную древесину, которая поступает в продажу под общим названием «африканское красное дерево». Среди других африканских полезных растений наибольшую известность получили виды кофейного дерева (семейства мареновых) и дерева кола (семейства стеркулиевых). Эти небольшие деревья входят в состав нижнего или среднего яруса.
   С внешней стороны экваториальные леса бассейна Конго обрамляют плантационные посадки пальм – масличной и винной.
   Характерная особенность азиатских лесов – обилие растений семейства двукрылоплодных, распространенных исключительно в экваториальной Азии (представители только двух родов встречаются в Африке). Это очень крупные деревья, характерные для самого верхнего яруса (отдельные деревья достигают высоты более 60 м). Помимо двукрылоплодных в состав самого верхнего яруса лесов входят деревья из семейств сапотовых, сумаховых, мелиевых, вербеновых, характерны многочисленные виды фикуса и хлебного дерева. Цезальпиниевые здесь не играют столь важной роли, как в Америке и Африке.
   Дождевые леса Азии, несмотря на видовое разнообразие (более 40 тыс. видов), в настоящее время подверглись большому воздействию человека (рисовые поля, плантации гевеи – Малайзия и Индонезия поставляют 90 % всего получаемого на Земле натурального каучука). Некоторые растения дождевых лесов сейчас распространены как введенные в культуру, например мускатник душистый и гвоздичное дерево с Молуккских островов, коричное дерево из Шри-Ланки, манго из Малайзии. Несмотря на то что большие территории тропиков Азии заняты культурными растениями, огромные области еще покрыты лесами, не испытавшими воздействия человека. Это в основном обширные и непроходимые болота на Суматре, Калимантане, юге Филиппинских островов.
   Для горных районов характерна гилейно-луговая высотная поясность.
   Для постоянно влажных вечнозеленых лесов характерны феррал-литные почвы, отличающиеся исключительной бедностью питательными веществами, в них нет (или почти нет) кальция, азота, фосфора. Благодаря климатическим условиям, благоприятным для быстрой минерализации отмерших частей растений, питательные вещества сразу же поступают непосредственно к корневым системам. В этом круговороте они почти не теряются, так как корни растений перехватывают все минерализованные остатки организмов.
   Животный мир. В структуре сообщества животных влажных экваториальных лесов можно четко выделить почвенный, подстилочный и наземный ярусы; выше располагается серия переходящих друг в друга древесных ярусов.
   В специфических условиях древесного яруса могут жить животные, передвигающиеся по деревьям (цепкохвостые), лазающие по деревьям или летающие.
   Из цепкохвостых большую группу образуют живущие на деревьях обезьяны. В африканском дождевом лесу представлены узконосые обезьяны, в том числе и самые крупные человекообразные – гориллы и шимпанзе, в южноамериканской гилее – широконосые обезьяны-ревуны, в Южной Азии – гиббоны и орангутаны.
   Из хищников выделяются пума и ягуар в Амазонии, леопард в Южной Америке и Африке.
   В дождевых лесах Южной Америки в наземном ярусе самый крупный растительноядный зверь – равнинный тапир, масса которого достигает 250 кг. Эндемичным семейством являются неполнозубые: ленивцы, муравьеды и броненосцы. Здесь также можно встретить внешне похожих на кабанов пекарей, а также несколько видов мелких примитивных спицерогих оленей мазама. В наземном ярусе южноамериканской гилеи обычны крупные грызуны, экологически заменяющие здесь копытных животных. Наибольших размеров достигает капи-бара (длина до 1,5 м, а масса до 60 кг). Эти длинноногие грызуны держатся большими стадами, прекрасно плавают и часто пасутся на приречных заболоченных лугах. Копытные в африканском лесу немногочисленны. Среди них выделяются размерами кистеухая свинья, большая лесная свинья, антилопа бонго и карликовый бегемот.
   Птицы дождевого экваториального леса населяют все ярусы. Характерные потребители плодов в африканской гилее – турако, или бананоеды, из отряда кукушкообразных. В амазонской гилее сходную экологическую нишу занимают туканы, гоацины, самый крупный попугай ара, солнечная цапля. В лесах Юго-Восточной Азии обычны мелкие яркие птицы, питающиеся нектаром цветов, – нектарницы. В амазонском дождевом лесу обитают внешне похожие на них колибри.
   Немало в экваториальных лесах и настоящих хищных птиц, охотящихся на крупных грызунов, змей, обезьян. В лесах Амазонии живет гарпия-обезьяноед, название которой свидетельствует о ее пищевой специализации. Однако помимо обезьян этот крупный, длиной до 1 м, хищник ловит ленивцев, агути, опоссумов, а иногда и птиц.
   Земноводные во влажных экваториальных лесах заселяют не только наземный, но и древесные ярусы, уходят далеко от водоемов благодаря высокой влажности воздуха. Наиболее характерные обитатели древесного яруса – ярко-зеленые, ярко-красные или голубые квакши, распространенные в Амазонии и в лесах Южной Азии.
   В водоемах Амазонки живет самая крупная в мире змея – анаконда, достигающая длины 6–8 м. Особенно разнообразны змеи древесных ярусов, окрашенные обычно в разные оттенки зеленого цвета и совершенно незаметные среди листвы. У древесных змей тонкое плетевидное тело, они искусно маскируются, замирая среди ветвей, становясь похожими на лианы или тонкие ветви.
   Экваториальные леса имеют огромное планетарное значение. Во-первых – это «легкие» нашей планеты, во-вторых – основной генофонд и постоянный источник новых форм жизни, а также единственное место обитания редких видов растений и животных.
   Колоссальное антропогенное воздействие на данную экосистему, которое проявляется как в непосредственном изъятии ценных видов (вырубка лесов), так и в нарушении условий ее существования путем загрязнения окружающей среды (добыча полезных ископаемых, создание сельскохозяйственных ферм), может привести к полной деградации данной экосистемы. Сохранению уникальных лесных массивов на земном шаре может способствовать увеличение площади охраняемых территорий, современные технологии лесодобычи и лесовосстановления, а также создание банка генетических материалов и использование альтернативных источников энергии.
//-- Субэкваториальный пояс --//
   ✓ субэкваториальные постоянно влажные леса
   ✓ сезонно-влажные (муссонные) леса
   ✓ саванны
   Субэкваториальный пояс неширокой полосой обрамляет экваториальный пояс. Отличительная его черта – смена воздушных масс в течение года. Летом господствует экваториальный влажный воздух муссон (от араб, mawsim – сезон), зимой – сухой тропический воздух пассат (от исп. viento de pasade – ветер, благоприятствующий переезду). В связи с этим здесь четко выделяются два сезона – влажный (летний) и сухой (зимний). Среднегодовые температуры изменяются незначительно и составляют +24–28 °C, количество осадков – 600—1200 мм.
   В связи с особенностями климата в субэкваториальном поясе выделяют следующие природные зоны (см. форзац): субэкваториальные леса; сезонно-влажные муссонные леса; саванны (влажные, типичные, сухие).
   Субэкваториальные постоянно влажные леса. Субэкваториальные леса в Восточной Амазонии и окраинных территориях бассейна Конго по периметру обрамляют экваториальные леса. Также они представлены в устье Ганга и Брахмапутры. По видовому составу эти леса напоминают экваториальные, однако в связи с тем, что здесь выделяется засушливый период в течение 1–2 месяцев, в составе лесов появляются листопадные формы растений.
   Для данной зоны характерны ферраллитные почвы.
   Сезонно-влажные (муссонные) леса. Сезонно-влажные (муссонные) леса занимают Атлантическое побережье Южной Америки, восточную окраину Южной Африки и прибрежные территории полуостровов Индостан и Индокитай, а также северное побережье Австралии и прилегающие островные территории.
   Когда деревья покрыты листвой, эти леса очень похожи на вечнозеленые. В них может быть хорошо развит и сомкнутый ярус кустарников. Значительная часть видов этого подлеска – вечнозеленые растения, и, хотя во время засухи верхние ярусы леса выглядят голыми и серыми, нижний ярус такого муссонного леса, называемого влажным, частично остается зеленым. А если в древостое имеются виды, у которых листопад происходит медленно или листва распускается до начала дождей, то такие леса и во время засухи не производят впечатления безжизненных. Несомненно, этому способствуют и часто встречающиеся лианы и эпифиты. Но видовой состав деревьев здесь гораздо беднее, чем в экваториальном дождевом лесу. Отличить эти разные типы леса один от другого можно также по преобладанию в древостое определенных видов.
   Наиболее распространен тиковый лес, для которого характерно тиковое (тэйковое) дерево. Деревья этого вида можно считать существенным компонентом летне-зеленых лесов Индии, Мьянмы, Таиланда и относительно сухих областей восточной Явы. В Индии, где еще сохранились очень небольшие участки этих естественных зональных лесов, вместе с тиковым деревом растут главным образом эбеновые деревья, индийский лавр. Все эти виды дают ценную древесину, но особенно большим спросом пользуется древесина тикового дерева, обладающая рядом ценных свойств: она тверда, устойчива против грибов и термитов, а также слабо реагирует на изменения влажности и температуры. На востоке Явы тиковый лес называют «джати-лес», но до сих пор не известно, представляет ли собой тиковое дерево («дерево джати») исконный элемент местной флоры. Возможно, этот вид был завезен на Яву из Индии.
   В настоящее время тиковые деревья культивируют на плантациях. Кроме тика высаживают индийский лавр, черное миробалановое дерево, древесина которых долговечна и ценится как материал для изготовления мебели.
   В Южной Америке в муссонных лесах из деревьев, дающих ценную древесину, растут красное (пау-бразил), фиолетовое (пау-роза), капоковое, или шерстяное, дерево, в Африке – эбеновое дерево. В муссонных лесах широко представлены лианы и эпифиты семейств бромелиевых, бегониевых, орхидных, папоротниковых и кактусовых.
   Зональный тип почв – красноземы.
   Саванны. Саванны занимают большие площади в Южной Америке, Африке и Австралии. В зависимости от количества выпадающих осадков и продолжительности засушливого периода выделяют три типа саванн:
   ✓ влажные (количество осадков до 1000–1200 мм, засушливый сезон 3 месяца);
   ✓ типичные (количество осадков 600–800 мм, засушливый сезон 6 месяцев);
   ✓ сухие (количество осадков 300–400 мм, засушливый сезон 9 месяцев).
   Растительный мир. Основной фон растительного покрова в саваннах составляет травянистая растительность с одиночно стоящими деревьями и только во влажной саванне древесный покров более обильный.
   Особенности приспособления растительности саванн к засушливым периодам:
   1. Чтобы ограничить транспирацию, многие деревья в период засухи сбрасывают листву (листопад).
   2. Листья вечнозеленых растений засухоустойчивы. У них имеются приспособления для ограничения транспирации, например толстая кутикула или погруженные, защищенные от ветра устьица.
   3. Деревья саванн имеют уплощенные дисковидные или зонтиковидные кроны (зонтиковидные акации), что помогает им противостоять иссушающему потоку ветра, дующему в течение всего засушливого периода.
   4. У растений, особенно зоны с периодическими засухами, ярко выражена способность запасать воду (суккулентность). Это такие травянистые растения, как алоэ, каланхоэ, сансевиерия, растения кактусовидной формы, которые также хорошо приспособлены к аналогичным условиям, а также деревья – африканский баобаб (при высоте 20 м ствол в обхвате иногда достигает 20 м, запас воды в мягкой древесине 120 000 л), бутылочное дерево в Австралии, каваниллезия в Южной Америке.
   5. Корневые системы – широко разрастающиеся либо глубоко проникающие – приспособлены для извлечения влаги (у акации витой корни расположены на 50 м от ствола).
   Все типы саванн на каждом континенте имеют свои особенности и названия. В Южной Америке заливаемые на 6 месяцев поймы Ориноко называют льянос, а незаливаемые саванны Бразильского плоскогорья – кампос. Последние, в свою очередь, подразделяются на древесные саванны кампос-серрадос (пальмы масличная, восковая и винная) и травянистые кампос-лимпос. Сухие саванны северо-востока Бразильского плоскогорья называются каатинга (преобладают суккуленты и полусуккуленты – кактусы, отавы, опунции). В составе древостоя сухих саванн наиболее примечательны бутылочные деревья (каваниллезии) с бочковидными, запасающими воду стволами диаметром до нескольких метров, встречаются также деревья с зонтиковидными кронами.
   Влажные саванны занимают сравнительно большие пространства в Западной Африке, в так называемой Гвинея-зоне. Тип растительности, также именуемый Гвинея-саванной, распространен к северу от области дождевых лесов – от Гвинеи через Северную Нигерию до Южного Судана. Соседство влажных лесов сказывается на видовом составе деревьев влажных саванн. Вместе с тем они тесно связаны и с соседними сухими лесами. Поэтому во влажной саванне можно встретить наряду с видами родов, представленных в дождевых лесах, виды типичных родов сухих лесов. В сравнительно сухих северных районах Гвинея-зоны имеются переходные к сухим лесам небольшие леса, в составе которых преобладают виды семейства цезальпиниевых. Здесь растут масляное дерево и дерево-кошелек, названное так путешественниками за своеобразные плоды.
   Типичная саванна характеризуется единично стоящими деревьями. Здесь встречаются акации, баобаб, дум-пальма, масличная пальма, цезальпиниевые, напоминающие сады умеренного пояса (плодовая саванна).
   Сухая саванна примыкает с юга к пустыне Сахара и носит название Сахель. Значительно большие площади в данной области занимают сухие заросли акаций, где растут акации с зонтиковидными кронами. Некоторые растения сухих саванн Африки образуют ценные используемые человеком органические вещества. Многие акации выделяют гуммиарабик – растворимую в воде клейкую камедь, которую экспортируют Сомали, Сенегал и Судан, где этот ценный вид акации даже специально выращивают. Для сухих сомалийских саванн также характерны заросли, в которых преобладают кустарники, выделяющие мирру и ладан (смолу-мирру местные жители употребляли в основном для благовонных курений при религиозных обрядах, а ныне используют в медицине). Следует упомянуть также многие виды семейства каперсовых, богатые жиром, плоды которых съедобны, и некоторые суккуленты – молочай канделябровидный и сансевиерию цилиндрическую.
   В Австралии выделяют баобабовые (баобаб Грегори), акациевые и эвкалиптовые саванны. Также здесь широко распространены кустарниковые заросли – скрэбы, в состав которых входят кустарниковые формы акаций (мульга-скрэбы) и эвкалиптов (малли-скрэбы). Большие пространства на северо-востоке Австралии заняты густыми зарослями бригелоу-скрэбов, для которых особенно характерна бригелоу-акация и эвкалипты. В особо густых зарослях растут австралийские бутылочные деревья. Они встречаются не всюду, но обращают на себя внимание зелеными толстыми стволами, внешне напоминающими бутылки. Внутри континента бригелоу-скрэб граничит с пустынями.
   Для данной зоны характерны красно-бурые и красно-коричневые почвы.
   В горных районах вертикальная поясность представлена лесо-луговой и лесо-степной растительностью.
   Животный мир. У животных саванн также четко выражены приспособления, позволяющие переносить неблагоприятный период засухи (или два ее периода).
   Структура животного населения значительно упрощена, фрагментарность древесного яруса не позволяет обитать в саваннах древесным видам. В то же время обилие травяных кормов обеспечивает процветание исключительно богатому и разнообразному комплексу крупных травоядных животных, в первую очередь копытным.
   Среди млекопитающих саванн наиболее массовая группа – парнокопытные, непарнокопытные, хоботные. Общее число видов копытных в саваннах Африки превышает 70 и большую их часть составляют антилопы. Самые характерные группировки копытных в саванне – большие стада антилоп гну, совершающие ежегодные миграции на десятки и сотни километров в соответствии со сменами периодов вегетации травяной растительности. Вместе с гну мигрируют и зебры. По тем же маршрутам, но в стороне от стад зебр и гну кочуют мелкие антилопы – газель Томсона, антилопа дик-дик, импала, геренук (жирафовая газель).
   Древесно-кустарниковая растительность, как и травяная, четко распределена между животными саванны. Каждый вид использует определенный ярус растительности или даже отдельные фрагменты данного яруса, что и позволяет сосуществовать на одной площади исключительному разнообразию крупных животных. Обитающая в зарослях кустарников мелкая антилопа дик-дик обкусывает нижние веточки; на высоте примерно 1 м объедают кусты черный носорог и антилопа импала; на высоте 2 м находит пищу антилопа геренук; на высоте 2–4 м обламывает и обдирает ветки акаций африканский слон, который, однако, может также пастись и на злаковых пространствах, захватывая хоботом и выдирая с корнем пучки трав; на большей высоте находит себе корм жираф почти пятиметрового роста. Крупными травоядными животными саванн Африки являются носорог и бегемот. В австралийских саваннах функцию копытных выполняют крупные кенгуру.
   Хищные животные саванн Африки и Евразии также очень разнообразны. Крупные хищники саванн кочуют за стадами антилоп, совершая вместе с ними сезонные миграции. Львы охотятся на крупных антилоп и зебр, гепарды – на мелких антилоп.
   В южноазиатских саваннах помимо азиатского льва, ныне почти истребленного, распространены шакалы и полосатые гиены. В Южной Америке обитают гривистый волк и саванновая лисица. Австралийские саванны в историческое время были заселены собакой динго.
   Среди птиц саванн преобладают зерноядные виды семейства ткачиковых, превосходящего другие группы птиц и по численности, и по видовому разнообразию. Некоторые виды, например красноклювая квелия и общественный ткач, образуют крупные гнездовые колонии.
   Крупные нелетающие – страусы – обычные представители злаковых саванн. В африканских саваннах обитает африканский страус – самая крупная из современных птиц (высота до 2,7 м, масса до 90 кг). В саваннах Австралии живет страус эму (ростом до 1,7 м) и казуар, а в аналогичных местообитаниях Южной Америки – нанду, ростом до 1,5 м.
   Растительные сообщества субэкваториального пояса всех типов подверглись сильному изменению или даже вовсе уничтожены там, где в результате выжигания леса почва стала пригодной для земледелия и скотоводства. Они пострадали больше, чем вечнозеленые дождевые леса, поскольку зимой они сухие и лишены листвы и их легче раскорчевывать и сжигать. В этих областях распространена примитивная форма ведения хозяйства – так называемая переложная система земледелия, приводящая к обеднению и изменению растительного покрова. Через 2–4 года верхний слой почвы настолько вымывается и лишается питательных веществ, что становится непригодным для экстенсивного сельскохозяйственного использования. Старые поля забрасываются, а новые площади, до этого занятые лесом, расчищаются. Многократные раскорчевка и сжигание деревьев на таких площадях, через некоторое время покрывающихся вторичными лесами, в конце концов приводят к уничтожению лесов с сомкнутым древесным пологом. Примеры тому имеются на всех континентах, где есть область с таким климатом. Правда, на выщелоченных почвах способны развиваться злаки и отдельно стоящие деревья. Так появляются заросшие травами территории, где местами растут отдельные деревья; внешне эти растительные сообщества похожи на саванны, но это вовсе не изначальные естественные фитоценозы. В настоящее время такие саванны, созданные человеком (антропогенные саванны), занимают значительные площади на всех континентах. Здесь выращивают как зерновые, так и технические культуры.
   В ряде стран из-за опасения вызвать эрозию почв в последнее время запрещено выжигание саванны; предпринимаются даже меры, препятствующие распространению естественно возникающих пожаров. В результате этого территории, на которых выпас проводили интенсивно и нерационально, во многих местах покрылись зарослями кустарников. Площади, где скот уничтожил почти весь травянистый покров, оказались хорошим местообитанием для прорастания семян кустарников и деревьев и для развития этих растений (речь идет преимущественно о колючих кустарниках-акациях). Заросли колючих кустарников делают эти территории непригодными для выпаса. Пройдут десятилетия, и развитие растительного покрова может снова привести к становлению саванны.

9.6.2. Природные зоны тропического и субтропического поясов

//-- Тропический пояс --//
   ✓ муссонные сезонно-влажные вечнозеленые и полувечнозеленые леса
   ✓ редколесья и кустарники
   ✓ саванны
   ✓ полупустыни и пустыни

   Тропический пояс протянулся широкой полосой в северном полушарии, захватывая северную часть Африки, Аравийский полуостров, юг Иранского нагорья, Центральную Америку; в южном полушарии он охватывает южную часть Африки, Южной Америки и Центральную Австралию.
   Сильный прогрев суши в условиях динамического максимума атмосферного давления в тропических широтах расширяет внешние границы тропических поясов в центре суши в сторону полюсов (в северном полушарии до 30 с.ш.). В течение года преобладают ТВМ (пассаты). В связи с тем что каждый материк на западной периферии омывается холодными течениями, а на восточной – теплыми, в тропическом поясе выделяется три типа климата:
   ✓ на востоке – муссонный (средние температуры в течение года колеблются в пределах +24–28 °C, количество осадков – 1000–1200 мм, максимум выпадает летом). В Центральной Америке выделяется небольшой участок, где осадки выпадают в течение всего года, их количество достигает 3000–4000 мм;
   ✓ в центральных частях материков – континентальный (температуры порядка +17–33 °C, характерны большие среднесуточные амплитуды температур; небольшое количество осадков – менее 100 мм);
   ✓ на западных побережьях материков – резко аридный (средние температуры составляют +16–30 °C; количество осадков менее 50 мм). В ЮП под влиянием мощного холодного течения границы всех поясов на западном побережье (в том числе и границы пустынь) сдвигаются к северу. Береговые пустыни отличаются от континентальных повышенной влажностью воздуха и выделяются в особый зональный подтип (гаруа).
   Каждому типу климата соответствует определенный набор природных зон: первому – муссонные сезонно-влажные вечнозеленые и полувечнозеленые леса, редколесья и кустарники; второму и третьему – сухие саванны, полупустыни и пустыни (см. форзац).
   Муссонные сезонно-влажные вечнозеленые и полувечнозеленые леса. Муссонные леса произрастают в условиях сезонно-влажного климата. Для каждого континента характерны свои представители древесных видов: в Южной Америке – красное дерево, черное дерево (дальбергия), цедрела, пальмы; в Юго-Восточной Азии и Африке – деревья: эбеновые, тиковые, сандаловые, тэковые; в Австралии – эвкалиптовые, акациевые. В условиях постоянно влажного климата (Центральная Америка) выделяется зона постоянно влажных лесов.
   В настоящее время древесная растительность муссонных лесов уничтожена на большей части территории и замещена антропогенными ландшафтами (плантации кофе, масличной пальмы, сахарного тростника).
   В горных районах выделяется лесо-луговой тип вертикальной поясности.
   Пустыни и полупустыни. По мере движения вглубь материка древесные формации сменяются кустарниковыми, сухими саваннами, полупустынями и пустынями. Самую большую площадь в тропическом поясе занимают полупустыни и пустыни.
   Растительный мир. Для растительного мира характерен ксерофитный облик, который проявляется в уменьшении площади листовой пластинки, восковом налете и опушенности, а также в редукции листовой пластинки в колючку.
   В приокеанических пустынях встречаются суккуленты – растения, способные накапливать в стеблях или листьях воду.
   На западной периферии материков, омываемых холодными течениями, создаются специфические климатические условия: пониженные температуры, почти полное отсутствие осадков, высокая относительная влажность воздуха, выпадение утром рос и туманов. Этот тип климата получил название гару а. В таких условиях растительность почти полностью отсутствует. В пустыне Атакама она представлена единичными куртинами формации ломас.
   В условиях такого же типа климата в Южной Африке часто встречается (только в пустыне Намиб) самое примечательное и известное растение – вельвичия удивительная. Растения развивают мощный, свеклообразно вздутый, а затем сужающийся и уходящий на глубину до 1,5 м корень; стебель короткий, толстый, немного выдающийся над поверхностью почвы, с двумя крупными кожистыми, постоянно нарастающими у оснований листьями. Как удалось установить, максимальный возраст вельвичии достигает 500–600 лет. Потребность во влаге она покрывает за счет рос и туманов.
   В Западно-Австралийском секторе растительность представлена кустарниковым эвкалиптом и акацией.
   Самая большая площадь пустынь в тропическом поясе располагается в северном полушарии: североафриканско-аравийские пустыни (из которых одна Сахара занимает площадь, лишь немногим уступающую площади всей Европы), иранско-пакистанско-индийские пустыни (Деште-Лут, Деште-Кевир, Тар и др.), пустыни и полупустыни юго-запада Северной и Центральной Америки (пустыня Сонора). В зависимости от подстилающих пород здесь выделяются следующие типы пустынь:
   ✓ каменистые – гамады (основным представителем является лишайник);
   ✓ песчаные – эрги (характерны псаммофиты, или песколюбы, которые имеют очень глубокую корневую систему);
   ✓ песчано-гравийные – реги или сериры (в основном характерны ксерофитные кустарники);
   ✓ глинисто-солончаковые – шотты или себхи (в основном характерны галофиты, или солелюбы).
   В Сахаре самые большие площади занимают каменистые пустыни (70 % территории), которые очень бедны растительными сообществами. Наиболее богатые в видовом отношении песчаные пустыни. Они занимают примерно 20 % площади Сахары и часто образуют огромные песчаные моря, покрытые характерными серповидными дюнами, или барханами. Учитывая ничтожное общее количество осадков, условия для развития здесь растений лучше, благодаря тому что пески хорошо удерживают воду. Здесь встречаются кустарники гребенщик, эфедра (хвойник), дрок, джузгун, а также злаки селин, аристида.
   Для других типов пустынь характерны реомюрия, золотобородник, саксаул белый, полынь черная и белая, селитрянки, солянки.
   В Австралии преобладают преимущественно песчаные пустыни, довольно обильно покрытые злаками (триодия и спинифекс) и кустарничками (лебеда, крестовник, эвкалипт, казуарина).
   Североамериканские тропические пустыни занимают небольшие площади и характеризуются лебедово-полынно-солянковыми и креозотово-кактусовыми ассоциациями. Своеобразной растительностью отличается пустыня Сонора, где значительные площади занимают суккуленты и полусуккуленты (юкка, ююба, кактусы, опунции). К ним также примешивается креозотовый куст, а весной многочисленные эфемеры. Из-за обилия кактусов Сонору часто называют «кактусовой пустыней». Обычно корневые системы кактусов расположены в почве на глубине всего нескольких сантиметров, зато они сильно разветвлены и широко разрастаются в стороны. Это позволяет им после дождей поглощать из верхних слоев почвы воду и запасать ее в стеблях. Во время засухи кончики корней отмирают и растения живут только за счет накопленных запасов влаги. Так, гигантский канделябровидный кактус, достигающий в высоту 10–12 м, способен накопить 2000–3000 л воды и существовать без пополнения запасов свыше года. Кактусы пустыни Сонора представлены большим числом видов; им свойственно и большое разнообразие форм. Наряду с высокими колоннообразными кактусами, такими как упомянутый выше канделябровидный кактус, встречаются шарообразные (вырастающие до 1 м в высоту), валикоподобные и многочисленные виды опунций с четко разграниченными частями побегов. Среди опунций можно различить виды, представители которых имеют плоские или цилиндрические стебли.
   Заслуживает упоминания встречающийся только в пустыне Сонора кустарник окотило, который развивает до 25 неразветвленных, торчащих во все стороны прутьевидных стеблей. В пустыне Сонора также растет креозотовый куст, который может долго – до года – обходиться без дождей, листья его покрыты сильно пахнущим креозотом.
   Зональный тип почв – сероземы и буроземы.
   В горах высотная поясность представлена лесо-луговой, редколесно-степной и пустынно-степной растительностью.
   Животный мир. Общими для растений и животных в адаптации к жизни в пустынях являются разреженность и мозаичность распределения по территории, наличие длительного периода покоя в неблагоприятные для активной жизни сезоны года. Сходные приспособления проявляются в широком освоении подземных ярусов. В отличие от растений животные ввиду своей подвижности и независимости от прямой инсоляции как источника энергии могут проводить под землей всю жизнь или отдельные ее циклы. Морфофизиологическая адаптация животных к экономии влаги выражается в особенностях структуры кожных покровов, окраски и др. Отдаленной аналогией с растениями-суккулентами можно считать запасание жира в некоторых органах тела у копытных, мозоленогих и грызунов (жировые депо в хвосте у тушканчиков, песчанок, сумчатых мышей, в горбе у верблюдов). Это резерв влаги в условиях ее дефицита (путем химического разложения жировых запасов). Специфической адаптацией животных к аридным условиям среды являются их миграции внутри пустынных регионов и за их пределы. Так, дальние кочевки совершают многие копытные и большинство видов птиц, гнездящихся в пустынях.
   Для многих животных пустынь и полупустынь характерен ночной или сумеречный образ жизни, при котором активность их приходится на наиболее благоприятные для них часы суток. Многие активные в дневное время животные (насекомые, ящерицы, мелкие птицы) перемещаются в тень кустарников, чтобы избежать прямой инсоляции и перегрева тела. Некоторые дневные ящерицы и змеи забираются в середине дня на высокие ветви кустарников, где воздух менее нагрет, чем в приземном слое. В такие часы на ветвях саксаула или акации можно увидеть сидящими агаму, шипохвоста или стрелу-змею.
   Животный мир пустынь представлен тремя группами:
   ✓ копытные, которые перемещаются на большие расстояния в поисках пищи;
   ✓ птицы, обладающие теми же способностями;
   ✓ грызуны, впадающие в спячку в неблагоприятные сезоны года.
   Одним из самых приспособленных к жизни в пустыне является верблюд. Из других копытных выделяются антилопы. Хищники представлены шакалами, лисицой-фенек, многочисленны грызуны (суслики, сурки, полевки). Из пресмыкающихся распространены змеи (рогатый гремучник, песчаная эфа, песчаная гадюка, агама, стрела-змея).
//-- Субтропический пояс --//
   ✓ вечнозеленые жестколистные леса и кустарники
   ✓ сезонно-влажные смешанные (муссонные) леса
   ✓ степи и прерии
   ✓ пустыни и полупустыни
   Субтропический пояс характеризуется сложной сменой природных зон, что обусловлено рядом причин:
   ✓ расширением площади суши в северном и ее сужение в южном полушарии гипотетического материка;
   ✓ сменой умеренных (зимой) и тропических (летом) воздушных масс;
   ✓ различным расположением барических максимумов над океанами в этих полушариях, господствующими ветрами и морскими течениями;
   ✓ возникновением в восточных секторах материков внетропической муссонной циркуляции; в западных секторах Северной и Южной Америки существенное значение в формировании ландшафтов имеет меридионально вытянутая горная система Кордильер и Анд.
   Зимой западный и центральный сектора увлажняются за счет циклонических осадков. Однако «ослабевшие» циклоны редко достигают континентальных секторов, бедных осадками. Летом же в этих секторах господствует сухой тропический воздух с преобладанием антицикл ональной погоды. Природные зоны имеют субширотное простирание. Секторные различия проявляются не только в простирании зон, но и в видовом составе растительности.
   В восточных секторах северного полушария летом наблюдается приток влажного воздуха (по западным перифериям барических максимумов над океаном), а зимой отток континентального холодного воздуха с суши в океан. Простирание зон в них близко к меридиональному
   В субтропическом поясе выделяется три типа климата:
   ✓ средиземноморский (зимой температуры составляют +6—12 °C, летом +28–30 °C; осадков выпадает 800—1500 мм с максимумом в зимний период);
   ✓ муссонный (зимой температуры составляют +5—10 °C, летом – +25–30 °C; осадков выпадает 1000–1500 мм с максимумом в летний период);
   ✓ континентальный (зимой температуры составляют 0–7 °C, летом +30–35 °C; осадков выпадает 100–200 мм).
   Вечнозеленые жестколистные леса и кустарники. Вследствие господства летом в соответствующем полушарии сухого тропического воздуха и зимнего максимума осадков для западного приокеанического и континентального секторов характерны вечнозеленые жестколистные леса и кустарники – леса смешанного типа (хвойно-лиственные) (см. форзац). В евразиатско-африканском секторе из хвойных встречаются сосна алеппская, черная, сицилийская, сосна пиния (итальянская сосна), кипарис пирамидальный; из лиственных – дубы пробковый, каменный, хермесовый. В Северной Америке распространены секвойные леса с примесью кустарникового дуба, в Южной Австралии – эвкалиптовые леса.
   Эталоном данной зоны принято считать Средиземноморье. К характерным кустарниковым видам растений относятся олива, кипарис, лавр, вечнозеленые дубы, инжир, земляничное дерево, эрика древовидная и метельник прутьевидный. Сюда же можно причислить интродуцированные виды цитрусовых (лимоны, апельсины, мандарины), которые культивируются на больших площадях и определяют облик местности. Особую роль играет олива (маслина, или оливковое дерево). Средиземноморская область – родина этого дерева.
   Из древесных растений, отчасти определяющих характер ландшафта, следует назвать растущую на Балканах пихту греческую, различные виды можжевельника. Повсюду распространены фисташка и олеандр. Хвойные деревья представлены здесь также весьма обильно. К их числу относится сосна черная. Всего в области представлены 11 видов пихты, но почти все они имеют очень небольшие ареалы в Малой Азии, на Сицилии, в Северной Африке, а многие растут в горах Балканского полуострова. Удивительно красива пихта испанская, встречающаяся на юге этой страны.
   Прочнейшую древесину знаменитых кедров ливанских уже 4000 лет назад использовали для построек великолепных зданий; финикийцы строили из нее корабли. Помимо этого вида в Северной Африке встречается кедр атласский. Типичны леса из каменного, пробкового дуба, сосны алеппской и приморской, пинии.
   Данный тип лесной растительности в настоящее время частично истреблен и замещен кустарниковыми формациями, которые на разных континентах имеют свои названия: в Евразии преобладает маквис, в Северной Америке – чапараль, в Южной Америке – маттораль (эспиналес), в Южной Африке – финбош, в Австралии – скрэбы.
   Для данной зоны характерны красноцветные коричневые (красно-коричневые) почвы.
   Сезонно-влажные смешанные (муссонные) леса. Восточный муссонный сектор увлажняется лучше западного. Максимум осадков приходится на летнее время. Продолжительность сезона увлажнения при движении к восточному побережью материка увеличивается и режим осадков становится более равномерным. Здесь выделяется природная зона сезонно-влажных смешанных (муссонных) лесов (см. форзац).
   Под влиянием многовековой земледельческой культуры муссонные леса сменились сельскохозяйственными ландшафтами: антропогенной саванной и садово-плантационными ландшафтами, которые являются наиболее рациональными формами использования земли в тропиках и субтропиках.
   Небольшие сохранившиеся участки лесных формаций в Азии представлены желтым и сизым дубом, криптомерией, камфорным лавром, альбицией; в Северной Америке – дубом горным, пальмой сабаль, магнолией; в Южной Америке – араукарией бразильской (араукариевые леса – пинерайя), парагвайским чаем; в Австралии – склерофитными эвкалиптовыми лесами.
   Зональный тип почв – красноземы и желтоземы.
   Вертикальная поясность представлена лесо-луговым типом растительности.
   Степи и прерии. По мере движения вглубь континента снижается увлажнение и лесные формации сменяются травянистыми. Здесь выделяются природные зоны степей и прерий (см. форзац).
   Евроазиатские степи преимущественно низкотравные (типичный представитель – ковыль), североамериканские и южноамериканские – высокотравные. Последние получили название соответственно прерии и пампа. Для прерий характерны злаковые и разнотравные представители: бородач, вейник канадский, овсяница шероховатая, календула, флокс, настурция. В пампе растут аристида, мятлик, ковыль, паслён, вербена.
   Зональный тип почв – черноземы.
   Пустыни и полупустыни. Зона занимает в основном Переднюю Азию, Тибет и межгорные пространства в Кордильерах – юг Большого Бассейна и плато Колорадо (см. форзац).
   Растительный мир. В отличие от пустынь и полупустынь северного тропического пояса, где средняя температура самого холодного месяца не опускается ниже 10 °C, в субтропических пустынях и полупустынях зимой бывают заморозки (хотя средняя температура самого холодного месяца выше +4 °C). Эти различия обусловливают и своеобразные для каждого пояса черты пустынной растительности.
   Для тропических пустынь и полупустынь Америки, Африки и Австралии наряду со склерофитами характерны суккуленты – кактусы, древовидные молочаи и др., а среди древесных растений (особенно в Африке) – финиковая пальма. В пустынях и полупустынях субтропиков преобладают кустарниковые и кустарничковые склерофиты. В полупустынях северного умеренного пояса распространены злаково-полукустарничковые ассоциации (например, полынно-злаковая), а в пустынях – полынно-солянковая без злаков. Существенные различия в типах пустынь и полупустынь связаны с литологией коры выветривания, историей развития флоры и другими местными причинами.
   Основные ландшафтные различия между пустынями и полупустынями проявляются в степени и режиме увлажнения, разреженности и характере растительного покрова. В полупустынях, не считая эфемеров, покрытие почвы растительностью иногда достигает 50 %, в пустынях же она значительно меньше, преобладают удаленные друг от друга отдельные экземпляры растений с глубокой корневой системой. В пустынях и полупустынях субтропических поясов максимум осадков приходится на зимний сезон.
   Характер растительности данной природной зоны зависит от подстилающей поверхности (см. пустыни тропического пояса) и отличается разреженностью и ксерофитностью. Самая богатая растительность приурочена к долинам рек и участкам с неглубоким залеганием подземных вод – оазисам. Вдоль рек растут галерейные (тугайные) леса, из типичных представителей которых можно выделить евфратский тополь, чий, лох, верблюжью колючку. В оазисах растут редкие заросли ильма пустынного.
   Зональный тип почв – сероземы и буроземы.
   В субтропиках южного полушария размеры суши малы. Западный сектор представлен жестколистными лесами и кустарниками, центральный – степями, восточный – прериями и смешанными муссонными лесами. Причем в центральном и восточном секторах преобладает меридиональное простирание зон.
   Вертикальная поясность характеризуется лесо-луговым и лесостепным типом растительности.
   Животный мир. Природные зоны субтропического пояса граничат с тропическими лесами, саваннами и пустынями с одной стороны и с лесами умеренных широт – с другой, поэтому набор видов и групп животных во многом родствен фаунам соседних природных зон. Типичными представителями субтропических степей являются антилопа Пржевальского, дзерен, джейран, кулан; в пустынях обитают двугорбые верблюды, в галерейных лесах – кот-манул, тигр, олень-марал. Особо следует отметить высокогорья Тибета, где произрастают кобрезиевые луга, на которых пасутся яки.

9.6.3. Природные зоны умеренного пояса

   ✓ широколиственные леса
   ✓ смешанные леса
   ✓ хвойные леса
   ✓ лесостепи
   ✓ степи
   ✓ полупустыни и пустыни
   В умеренном поясе северного полушария суша достигает по широте максимальных размеров, а в южном она сильно сужается и выклинивается к субарктическому поясу.
   Климат умеренных широт формируется под влиянием физических свойств господствующих в течение года УВМ, которые в зависимости от условий формирования подразделяются на морские и континентальные. Эта особенность, а также довольно частые вторжения арктических (антарктических) и тропических ВМ приводят к формированию фронтов, по линии которых образуются циклоны и антициклоны.
   В умеренном поясе довольно четко обособляются три сектора:
   ✓ западный морской, большей своей частью лежащий в сфере преобладания западных ветров и круглогодичной деятельности циклонов (Западная Европа): зимой температуры колеблются от —1 до +6 °C, летом составляют +17–18 °C, осадков выпадает 700—1000 мм, максимум – зимой;
   ✓ внутриматериковый с континентальным климатом (большая часть территории Евразии, Северной Америки, крайний юг Южной Америки, юг Тасмании и Новой Зеландии): диапазон температур зимой – от —6 до —25 °C, летом+17–19 °C, осадков выпадает 300–500 мм, максимум – летом;
   ✓ восточный муссонный, лежащий в сфере действия муссонно-циклональной циркуляции, характерны различные варианты лесных зон (Дальний Восток и побережье Гудзонова залива): диапазон температур зимой – от —6 до —20 °C, летом +18–20 °C, осадков выпадает 700–900 мм, максимум – летом.
   Широколиственные леса. Растительный мир. В западном секторе умеренного пояса выделяется зона широколиственных лесов (см. форзац). В Европе видовой состав леса меняется по мере движения на восток.
   В приокеаническом секторе господствуют дубовые, буково-дубовые и грабово-дубовые леса (дубы летний, зимний, каменный, граб обыкновенный). В южной части к широколиственным породам примешиваются вечнозеленые представители – дуб пушистый, хмелеграб обыкновенный и др. Восточноевропейские леса преимущественно дубовые с включениями липы сердцевидной.
   В азиатской части материка, в муссонном секторе, широколиственные леса представлены дубом маньчжурским, зубчатым и пильчатым. На Японских островах с широколиственными соседствуют вечнозеленые виды.
   Во флоре кустарников большим числом видов представлены известные и в Европе: жимолость, бересклет, боярышник и дикие плодовые. Широко распространены лещина разнолистная и барбарис амурский. Мощные, одревесневающие вьющиеся растения, представленные видами ломоноса, актинидии, краснопузырника и пуэрарией – самым древним прядильным растением Восточной Азии, вместе с такими травянистыми лианами, как гигантская повилика японская, делают эти леса в некоторых местах труднопроходимыми.
   Травянистый покров, как правило, флористически очень богат и пышно развит (весенник звездчатый, ветреница амурская, перловник, майник, двулепестник, кислица, яснотка).
   В Северной Америке в континентальной части преобладают березово-буково-кленовые леса (клен сахарный, бук крупнолистный, береза желтая, липа американская). На Атлантическом побережье господствуют дубово-буковые и дубово-гикориевые леса (дубы белый, черный, красный, липа разнолистная, гикори и тюльпанное дерево, достигающее 60-метровой высоты). Характерны для Северной Америки ликвидамбар смолоносный, или амбровое дерево, цветущий великолепными белыми цветками хионантус виргинский, дугласова пихта, которую в Европе часто культивируют в парках. Кустарники также исключительно многообразны; многими видами представлены боярышник, кизил, бересклет, ива, падуб и яблоня.
   Травянистый ярус лесов в свою очередь необычайно богат (стеблелист василисниковидный из семейства барбарисовых, дицентра, многие фиалки, печеночница, копытень, герань, подлесник, купена).
   Аналогичная зона в южном полушарии лежит в сфере действия циклонов и западного переноса, очень богата осадками (1200–3000 мм), климат здесь мягкий: средние температуры самого холодного месяца в году 5–8 °C, самого теплого – от 10 до 18 °C. Растут густые вечнозеленые леса из широколиственных и хвойных пород с густым подлеском, лианами и эпифитами. Вечнозеленые южные буки, чилийские кедры, кипарисы, араукарии, мирты, бамбуки господствуют в Южной Америке, эвкалипты – на Тасмании, араукарии, папоротники – в Новой Зеландии.
   Для данной зоны характерны бурые лесные почвы.
   Животный мир. Теплое влажное лето и холодная зима со снежным покровом обусловливают четкую сезонную динамику активности животных данной природной зоны. Некоторые птицы и млекопитающие мигрируют в более теплые регионы, другие впадают в спячку или зимний сон, и лишь немногие сохраняют круглогодичную активность, переходя на специфические корма (кора и ветви деревьев, насекомые, спящие под корой, И Т.П.).
   Из крупных копытных в Евразии и Северной Америке широко распространен благородный олень, известный в разных частях ареала под названиями марал, изюбрь, вапити (последнее относится к американскому благородному оленю). В западноевропейском секторе к оленю присоединяется лань, а в дальневосточном – пятнистый олень.
   Хищные животные населяют все ярусы широколиственных лесов. В наземном ярусе обитают хищники, широко расселяющиеся и за пределы широколиственных лесов: лисица, волк, бурый медведь, горностай и ласка. На Дальнем Востоке обитают черный медведь и енотовидная собака (ныне завезенная в европейские леса), в Северной Америке – близкий к черному медведь барибал. Древесный ярус используют рысь, дикий лесной кот, лесная куница, на Дальнем Востоке – харза.
   Длительное и интенсивное сельскохозяйственное освоение регионов широколиственных лесов привело к резкому обеднению их животного населения, к полному исчезновению многих видов, особенно крупных позвоночных. На пахотных землях размножились зерноядные грызуны. О первичном населении животных этих сообществ можно судить по историческим данным, по остаткам природных биоценозов на территориях заповедников и в отдаленных слабо освоенных районах.
   В южном полушарии для животного мира этой зоны характерны олень, выдра, скунс (Южная Америка), сумчатый волк, вомбат, утконос, ехидна (Тасмания). Новая Зеландия отличается отсутствием змей и черепах, нелетающими птицами (киви, совиный попугай), бедностью видов млекопитающих (летучие мыши, лесная крыса) и живым мезозойским реликтом (ящерица гаттерия).
   Смешанные леса. Зона смешанных лесов приурочена к переходноконтинентальному типу климата (см. форзац). В евроазиатской части материка преобладают широколиственно-хвойные леса (дуб каштанолистный, каштан конский, липа сердцевидная, ель европейская, сосна обыкновенная). Самые богатые в видовом составе смешанные леса (маньчжурская флора) приурочены к притихоокеанскому сектору (дуб маньчжурский, липа даурская, клен носолистный, ель аянская, кедр корейский, лиственница ольгинская, сосна ярусная). Среди представителей богатого в видовом отношении кустарниково-травянистого яруса выделяются рябина черноплодная, сирени маньчжурская и даурская, жимолость амурская, из травянистых видов наиболее распространен женьшень.
   В Северной Америке смешанные леса представлены широколиственными и мелколиственными породами, чередующимися с хвойными представителями (клен сахарный, береза желтая, липа американская, бук американский, сосна белая, черная, бальзамическая).
   Для данной зоны характерны дерново-подзолистые почвы.
   Хвойные леса. Зона хвойных лесов (тайга) приурочена к континентальному сектору умеренного пояса (см. форзац).
   Растительный мир. Тайга (термин применяют в основном для обозначения бореальных хвойных лесов Евразии) – это сырые и сумрачные хвойные и хвойно-мелколиственные леса простого строения (древесный, травяной и моховый ярусы). Другие типы растительности – луга и болота. Видовой состав тайги беден: европейские, сибирские и американские виды елей, лиственниц, пихт, сосен (в том числе кедровая сосна или кедр). Мелколиственные породы – береза, тополь, ольха, осина и ива играют несравненно меньшую роль.
   В европейской части преобладают сосново-еловые леса (сосна обыкновенная, ель европейская, чередующаяся с пихтой сибирской). Западносибирские таежные леса состоят преимущественно из ели сибирской и лиственницы сибирской. В южной части к ним примешиваются осиново-березовые леса. Восточносибирская тайга преимущественно представлена лиственницей даурской. Дальневосточные темнохвойные амуро-сахалинские леса более богаты в видовом отношении (ель аянская, пихта ольгинская и амурская, кедр корейский).
   Североамериканские хвойные леса приурочены к территории Канады и состоят из местных видов сосен (седой, белой, черной, бальзамической). Уникальны хвойные леса восточных окраин материка. Эта территория не испытала четвертичного оледенения, здесь сохранились представители, отличающиеся большой высотой, богатством видового состава и более нигде не встречающиеся (сосна сизая и веймутова, ель ситхинская, туя складчатая, пихта шершавоплодная и дугласова, кипарисовик нутканский).
   Для данной зоны характерны подзолистые почвы.
   Вертикальная поясность – лесо-тундрового и лесо-стланикового типа.
   Непременным элементом тайги являются верховые сфагновые болота, образование которых обусловлено многолетней мерзлотой, небольшим испарением и равнинностью территории. Например, в Финляндии на долю болот приходится 30 % всей территории страны. Западносибирская низменность в бассейнах притоков Оби и Иртыша почти целиком покрыта болотами; одно лишь самое крупное болото этого региона в Васюганье занимает примерно 54 000 км -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

. В северной части Северной Америки такую же область представляет собой низменность Гудзонова залива, сходные условия существуют на Камчатке, Аляске и Лабрадоре.
   Животный мир. Животные тайги вынуждены либо приспосабливаться к активной жизни в условиях снежной и морозной зимы, либо впадать на это время в состояние спячки, либо же откочевывать на зимний период за пределы тайги.
   Характерное копытное животное тайги – лось, образующий различные подвиды в Евразии и Северной Америке, зимой переходит на питание корой и ветвями деревьев.
   В наземном ярусе обычны мелкие хищники из семейства куньих – ласка и горностай; в сибирской тайге обитают средних размеров соболь и колонок, в североамериканской тайге их заменяют илька и американская куница. Самый крупный представитель семейства куньих в тайге – росомаха. Широко представлены в таежных лесах лисица, волк, рысь и бурый медведь.
   Среди птиц ведущее место занимают потребители семян хвойных деревьев – клесты, кедровки. Из тетеревиных для таежной зоны Евразии характерны обыкновенный и каменный глухари, рябчик, а в дальневосточной тайге обитает дикуша. В таежных лесах Северной Америки обосновалась канадская дикуша.
   Насекомоядные птицы в тайге очень разнообразны в летний период, когда прилетают на гнездование дрозды, горихвостки, славки, камышевки, сверчки. Однако и зимой в тайге остается группа насекомоядных птиц, способных добывать пищу из-под коры деревьев. Это прежде всего синицы, корольки, пищухи и поползни. Остаются на зиму в тайге и дятлы. Зимой они питаются стволовыми насекомыми, семенами и ягодами. Хищные птицы таежной зоны – это в основном совы: ястребиная сова, бородатая неясыть, населяющая тайгу обоих полушарий, а также длиннохвостая неясыть, обитающая в тайге Евразии. На тетеревиных и других птиц охотится крупный ястреб-тетеревятник, широко распространенный по всей таежной зоне.
   В наземном ярусе тайги многочисленны разнообразные грызуны. Смешанные растительные корма потребляют лесные полевки: красная, населяющая тайгу Евразии и Северной Америки, и красно-серая, обитающая лишь в тайге Евразии. Беличьи располагаются в тайге как в древесном ярусе, так и в наземном. Преимущественно на земле проводят время сибирский бурундук, американские полосатый и малый бурундуки. Белки обитают главным образом в древесном ярусе. Тайгу Евразии населяет обыкновенная белка, в Северной Америке аналогичную экологическую нишу занимает красная белка.
   Следует упомянуть многочисленных в тайге насекомых-кровосо-сов: комаров, мошек и мокрецов.
   Лесостепи и степи. В южной части зоны тайги расположены зоны лесостепей и степей (см. форзац).
   Растительный мир. Влесостепях преобладают травянисто-древесные ассоциации. Из древесных представителей в европейской части выделяются дуб и липа, на Западно-Сибирской низменности – березово-осиновые заросли-колки. В североамериканской лесостепи господствуют хвойные – сосна веймутова, сахарная, скрученная. Травянистый покров везде преимущественно ковыльно-типчаковый либо злаково-полынный.
   Зональным типом почв являются серые лесные.
   Зона степей занимает довольно обширные площади в северном полушарии, их наибольшая протяженность с юга на север ограничивается 35 и 55° с.ш. (см. форзац). В Евразии зона степей тяготеет к восточной части Европы, Южной Сибири и Приамурью. Самая крупная область степей – евросибирская степная зона. Поясом шириной до 1000 км она простирается от Восточной Европы (устье Дуная) до Восточной Азии (Амурская область). В настоящее время на всем этом пространстве для обозначения естественных безлесных, поросших злаками территорий зоны с умеренным климатом пользуются названием «степи» – словом, заимствованным другими языками из русского. В соответствии с разнообразием климатических условий евросибирскую степную зону можно подразделить на степи восточноевропейские, западносибирские (занимающие наибольшие площади и на севере Казахстана) и центральноазиатские (представленные прежде всего в Монголии и на севере Китая). Известны пушты Венгрии и кымпия Румынии. Их появление вызвано деятельностью человека на протяжении последних 250 лет.
   Травянистый покров в европейских степях преимущественно ковыльно-типчаковый, в азиатских – характер растительного покрова в зависимости от количества осадков меняется от злаково-полынного к злаково-солянково-полынному.
   Степные области центральной части Северной Америки отличаются большим количеством осадков, здесь преобладают высокотравные степи – прерии (вейник канадский, овсяница шероховатая, бородач Жерара; из цветковых – календула, флокс, невяник и др.). В североамериканских прериях уменьшение количества осадков происходит с востока на запад, что и определяет субмеридиональное простирание следующих подзон или полос:
   ✓ лесостепь, где чередуются фрагменты лесов, в основном из гикори и некоторых видов дуба;
   ✓ высокотравная прерия с обилием разнотравья и высоких злаков преимущественно видов ковыля, бородача (листья достигают 30–40 см в длину, а соцветия – 50—100 см в высоту), овсяницы;
   ✓ низкотравная прерия с господством двух низкорослых видов злаков – травы грамма и бизоновой травы. Разнотравья здесь немного, характерно присутствие полыни.
   В Южной Америке зона степей – пампа (преимущественно в Аргентине) является аналогом прерий. Травянистый состав их злаково-разнотравный: аристида, мятлик, ковыль, паслён, вербена. Еще одна естественно возникшая степная область – так называемое сообщество травы туесок находится на плато Отаго Южного острова Новой Зеландии.
   Зональный тип почв – черноземы.
   Вертикальная поясность – лесо-лугового типа.
   В настоящее время степи и прерии по большей части распаханы и заняты сельскохозяйственными культурами (особенно это относится к луговым, разнотравно-типчаково-ковыльным степям Евразии, лесостепи, высокозлаковой и смешанной прерии Северной Америки). В более засушливых полосах, где земледелие является рискованным, развито пастбищное животноводство.
   Животный мир. Животные степей, прерий и пампы приспосабливаются к довольно жесткому гидротермическому режиму. Большинство животных вынуждены ограничивать активность главным образом в весенний и в меньшей степени в осенний период. Отсутствие древеснокустарникового яруса обусловливает простоту вертикальной структуры животного населения. Выделяется один надземный ярус, однако усиливается проникновение животных в почвенные горизонты; открытый ландшафт требует поиска убежищ, и для многих грызунов характерна способность к рытью сложных и глубоких нор.
   В степях Евразии несколько веков тому назад можно было увидеть пасущиеся стада диких быков туров, антилопы сайги, диких лошадей тарпанов, степных зубров. В североамериканских прериях копытные не столь разнообразны. Фоновым ландшафтным видом здесь был лишь бизон, многотысячные стада которого паслись в прериях вплоть до появления европейцев с огнестрельным оружием. Популяция бизонов восстановлена, насчитывает тысячи особей и занимает нераспаханные участки прерии на северо-западных окраинах первичного ареала этого вида. Кроме бизона в прериях был обычным и поныне еще сохранился вилорог.
   В пампе обитают совсем иные крупные потребители травяной растительности. Характерный вид – безгорбый верблюд гуанако, совершающий сезонные миграции летом к местам водопоев и зеленым пастбищам, зимой – в районы с мягкой бесснежной погодой.
   Хищные млекопитающие охотятся главным образом на грызунов. Волк, лисица, горностай, ласка хотя и обычны в степи, но не характерны для этой зоны. Наиболее свойствен светлый, или степной, хорь. С юга заходит хорек-перевязка. Представители семейства куньих легко проникают в норы грызунов и добывают их прямо в убежищах. В прериях группу хищных млекопитающих образуют койот, черноногий хорек, длиннохвостая ласка. В пампе в эту группу входят пампасная лисица, гривистый волк, патагонская ласка.
   Мелкие хищные птицы степей – пустельга, кобчик; крупные пернатые хищники – лунь, канюк-курганник, характерен степной орел.
   В прериях самая обычная птица – мелкий сокол (американская пустельга). И в прериях, и в пампе изредка можно увидеть ныне почти истребленного вилохвостого коршуна.
   Надземную зеленую массу растительности поедают различные грызуны. В степях Евразии селятся большими колониями и роют сложные норы суслики. Колониальный образ жизни позволяет степным грызунам своевременно оповещать членов колонии об опасности, а норы дают им надежное убежище от большинства хищников. В степной зоне сохранились еще большие поселения обыкновенного сурка, или байбака. В прериях Северной Америки обычны луговые собачки, внешне напоминающие небольших сурков. Они также роют сложные разветвленные норы на глубину до 5 м. Колонии луговых собачек достигают иногда нескольких тысяч особей. В южноамериканской пампе аналогичный образ жизни ведет крупный грызун равнинная вискаша из семейства шиншилловых. В степях Евразии обитает обыкновенная слепушонка. Алтайские и монгольские степи населяет цокор – более крупный грызун длиной до 25 см.
   В прериях подземный образ жизни ведут грызуны семейства гоферовых (гофер). В южноамериканской пампе аналогичную экологическую нишу занимают грызуны туко-туко.
   Полупустыни и пустыни. В Евразии полупустыни и пустыни занимают Средне-Азиатский и Центрально-Азиатский регионы (см. форзац). К ним относятся: среднеазиатские пустыни и полупустыни Ирано-Туранской пустынной области (Северный Иран, Арало-Каспийская низменность с пустынями Каракумы и Кызылкум), Казахстанско-Джунгарская область полупустынь с Голодной степью (Казахстан от нижней Волги и далее на восток через территории, прилегающие к Аральскому морю, до озера Балхаш), центральноазиатская пустынная область Монголии и северного Китая (пустыни Гоби, Такла-Макан, Бэй-шань, Алашань, Ордос и Цайдам), а также холодные высокогорные пустыни Тибета (холодные пустыни).
   Пустыни Внутренней Азии окаймлены широкими полупустынями, постепенно переходящими в степи. Как типичные переходные области эти полупустыни не имеют собственных, т. е. присущих только им, видов растений; здесь лишь прослеживается постепенно возрастающее участие в растительном покрове либо пустынных, либо степных видов (прежде всего злаков). Поэтому такие полупустыни нередко называют опустыненными степями.
   Среднеазиатские песчаные полупустыни, протянувшиеся широким поясом главным образом на юго-западе и в центральной части Казахстана (Прикаспийская низменность), находятся между степями Северного Казахстана и песчаными пустынями. Зимой сюда проникают холодные массы воздуха из Сибири, а снежный покров бывает очень небольшим, поэтому почвы промерзают на глубину до 1 м. Естественный растительный покров представлен здесь полынями и злаками, покрывающими поверхность почвы примерно на 50 %. Преобладает полынь приморская, а из злаков – виды пырея (сибирский, ветвистый и гребенчатый), овсяница бороздчатая, полевичка малая и тонконог сизый.
   Пример типичной эфемеровой полупустыни – так называемая Голодная степь, находящаяся в Южном Казахстане западнее озера Балхаш. Здесь представлены два важнейших вида – осока пустынная и мятлик луковичный, которые покрывают до 80 % поверхности почвы.
   В настоящее время эти служившие прежде хорошими весенними пастбищами эфемеровые полупустыни, расположенные на равнинах и обладающие плодородными почвами, орошены и используются в основном как поля для выращивания хлопчатника.
   Участки солончаковых пустынь часто встречаются среди других пустынь и полупустынь Средней Азии. Наиболее типичны из них так называемые такыры – обширные низины с глинистыми, задерживающими воду почвами.
   Определяющий экологический фактор таких местообитаний – высокая концентрация солей; здесь способны существовать лишь относительно немногие растения. Это преимущественно суккуленты из семейства маревых; некоторые из них распространены по всему земному шару. Таковы солерос травянистый, сарсазан шишковатый, а также виды сведы и солянки. Также встречается саксаул черный, виды поташника, соляноколосника.
   Самые известные песчаные пустыни Средней Азии – Каракумы (Черные пески) и Кызылкум (Красные пески). Благодаря тому что пески способны накапливать много воды, эти пустыни, если их растительный покров остался ненарушенным, покрыты редкой порослью прутьевидных кустарников, а также целого ряда других растений и вовсе не производят впечатления территорий, не пригодных для жизни растительных сообществ. Здесь можно встретить растения рода джузгун (семейство гречишных), саксаул белый, достигающий высоты 4 м, различные виды солянки, астрагала. Встречающийся только в этих пустынях кустарник смирновия туркестанская летом теряет свои мелкие листья; у растений рода колючелистник (семейство гвоздичных) листья превращены в колючки.
   Кроме многочисленных кустарников в пустынях Каракумы и Кызылкум обитает еще около 100 видов травянистых растений, главным образом весенних эфемеров, которые местами покрывают до 50 % поверхности почвы. Возможность существования здесь этих растений определяется влажностью верхних песчаных слоев весной. Наряду с эфемерами встречается также много многолетних злаков, из которых к перемещению песка особенно хорошо приспособились виды рода аристида. Злак продолжает расти сквозь песок даже в тех случаях, когда растение засыпано до кончиков листьев; при этом оно образует новые корни в более высоко расположенных слоях песка.
   В Центральной Азии большие площади занимают каменистые пустыни – тамады, широко распространен также песчаный и глинистосолончаковый тип пустынь. Каждому из типов пустынь соответствует свой набор растительных ассоциаций: в каменистых – ксерофитная карагана, селитрянка вздутоплодная, солянка ветвистая; в песчаных – реомюрия, саксаул белый и черный, хармык; в глинисто-солончаковых – солянки, селитрянки, белолозник, полынь белая и черная.
   В Северной Америке пустыни приурочены к внутренним плато Кордильер (Большой Бассейн) и представлены полынно-солянковы-ми ассоциациями.
   В южном полушарии обширная патагонская кустарничковая полупустыня и пустыня расположена на территории Аргентины. Преобладающим типом растительности являются полынно-солянковые ассоциации.
   Для данной зоны характерны серо-бурые и бурые почвы.
   Вертикальная поясность – пустынно-редколесно-степного типа.

9.6.4. Природные зоны субарктического и арктического пояса

//-- Субарктический пояс --//
   ✓ лесотундра
   ✓ тундра
   Климатические особенности субарктического пояса характеризуются сменой ВМ: летом здесь господствуют УВМ, зимой АВМ, а также низкими температурами зимой (от —10 до —30 °C) и летом (+1–7 °C) и малым количеством осадков (200–300 мм). На значительной территории распространена вечная мерзлота. Близкие водоупоры и высокая относительная влажность способствуют сильному заболачиванию территории. Зональным типом растительности в данных условиях являются лесотундра и тундра.
   Лесотундра. Северная граница лесотундры совпадает с полярной границей распространения деревьев (см. форзац). Самая северная точка находится в Сибири за 72° с.ш. вблизи устья Хатанги и в нижнем течении Лены, а самые южные точки – на восточном побережье Лабрадора (примерно на 53,5° с.ш.) и на южном берегу Гудзонова залива (примерно на 54° с.ш.).
   Характерная особенность данной природной зоны – угнетенный и разреженный лесной покров, преимущественно состоящий из низкорослых сосен, елей, пихты и лиственницы. Появляются безлесные участки. Низкие, нередко уродливые деревья отстоят одно от другого на 10 м и более. Между ними растут кустарнички, карликовые березы, низкие ивы и другие растения. Наконец остаются отдельные островки леса, но и они сохраняются преимущественно в защищенных от ветра местах, в речных долинах. Напочвенный покров занимает мохово-лишайниковая растительность с примесью низкорослых цветковых растений. Большие площади занимают моховые болота.
   Для данной зоны характерны тундрово-глеевые почвы.
   Тундра. Севернее лесотундры простирается царство тундры (см. форзац). Отсутствие деревьев – самая яркая, бросающаяся в глаза особенность тундр (это единственная природная зона, где основной фон образуют низшие растения).
   Тундры широко распространены как в Евразии, так и в Северной Америке. Почти непрерывным поясом они простираются по самым северным территориям материков вокруг Северного полюса. Лишь в Евразии на их долю (включая лесотундру) приходится примерно 3,25 млн км -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, из которых подавляющая часть расположена в России. В России тундры, занимающие 14,7 % территории страны, оказываются второй по площади – вслед за бореальными хвойными лесами – зоной растительности!
   Растительный мир. Для растений тундры характерны следующие особенности, обусловленные климатическими факторами:
   1. Из-за низких температур растения не могут использовать влагу для своего развития, в связи с чем они имеют ксерофитный облик (восковой налет и опушенность листьев, редукция листа в колючку, подушкообразная форма растений).
   2. Травянистые растения отличаются низкорослостью, а древеснокустарниковые имеют стланиковую форму.
   3. Цветковые растения отличаются яркостью окраски и крупным венчиком для привлечения насекомых.
   4. Древесно-кустарниковые растения вечнозеленые, так как в связи с низкими летними температурами вегетационный период растягивается на несколько лет, высота древесно-кустарникового яруса зависит от мощности снежного покрова.
   5. Характерная черта растительного покрова тундры – комплексность, обусловленная разнообразием форм микро– и мезорельефа, различиями в залегании многолетнемерзлых пород и мощности снежного покрова на разных формах рельефа.
   В связи с особенностями климатических условий тундры делятся на кустарниковые, типичные и арктические.
   Кустарниковая (южная) тундра характеризуется тремя ярусами: мохово-лишайниковым, травяно-кустарничковым и кустарниковым. В последнем представлены ольхово-березово-ивовые заросли высотой 1–1,2 м.
   Типичная тундра отличается двумя ярусами: первый – мохово-лишайниковый, где преобладают лишайники семейства кладониевых (олений мох), цетрариевых и алекториевых, из цветковых – куропаточья трава, полярный мак, камнеломка, звездчатка, ледяной лютик; второй – травяно-кустарничковый, где появляется водяника, голубика, морошка, полярная и монетчатая ивы.
   Арктическая тундра отличается фрагментарностью растительного покрова: преобладают гипновые болота и мохово-лишайниковые группировки с пушицей, осоками и остролодочником. Арктическая тундра, будучи расположена близ морей, лишена гнуса, что делает ее превосходным пастбищем для северного оленя.
   В Евразии видовой состав растительности различается по мере движения с запада на восток. Восточноевропейская тундра – кустарничково-мохово-лишайниковая (карликовая береза, дриада восьмилепестная, морошка, водяника, камнеломка, полярный мак). В напочвенном покрове преобладают мхи и лишайники. Последние представлены семействами кладониевых (олений мох, исландский мох) и цетрариевых (цетрария снежная), достигающих 10 см высоты. Лишайниковые тундры имеют огромное хозяйственное значение, будучи пастбищами, необходимыми для оленеводства. Олени, которых по праву называют главными млекопитающими тундры, без которых ее невозможно себе представить, питаются преимущественно этими лишайниками.
   Берингийская тундра по своему составу осоково-пушициевая (пушица влагалищная, осока блестящая), новоземельскосибирская – травяно-кустарниково-моховая (осока мечелистная, дриада точечная, ива полярная и монетовидная), североамериканская – кустарничково-мохово-лишайниковая (голубика, водяника, рододендрон лапландский, Кассиопея четырехгранная, кобрезия Белларда).
   Во многих евросибирских и североамериканских кустарничковых тундрах, а также в лесотундре можно видеть образование куполообразных торфяных бугров. Эти бугры достигают 10–20 м в поперечнике, а в высоту – 4 м, иногда – 7 м. Если буграми заняты значительные площади, то в этих случаях говорят о бугристой тундре. Возникновение бугров связано с наличием многолетнемерзлых грунтов.
   Для данной зоны характерны тундрово-болотные и тундрово-глеевые почвы.
   В ЮП на субантарктических островах к югу от границы распространения древесных пород климат океанический, с холодным летом, небольшими колебаниями температуры по месяцам, высокой влажностью при среднегодовой температуре выше 0 °C. Важнейшим экологическим фактором являются ветры, достигающие ураганной силы. Здесь формируются своеобразные сообщества с преобладанием растений, относящихся к жизненной форме крупных травяных подушек, достигающих 1 м в поперечнике. Кочки образованы злаками. В состав растительных сообществ входят папоротники, плауны, различные лишайники. Полностью отсутствуют кустарники и кустарнички, существенно снижена роль мхов.
   Вертикальная поясность – редколесно-тундрового типа.
   Животный мир. Подавляющее большинство животных в тундрах активны лишь в течение нескольких летних месяцев, а больше половины года находятся в состоянии анабиоза (все беспозвоночные), спячки (сурки, суслики) или покидают пределы тундры, мигрируя в более южные широты (почти все птицы, многие млекопитающие). Лишь немногие животные способны вести активную жизнь в тундре в течение круглого года: лемминги, некоторые полевки, отчасти северные олени, зайцы-беляки, песцы, белые куропатки, волки, полярные совы.
   В тундре Евразии и Северной Америки широко распространен северный олень, именуемый в Америке карибу. Северные олени летом питаются разнообразными травянистыми растениями, побегами кустарников, нередко поедают грибы, ягоды. Зимой эти копытные питаются в основном кустистыми лишайниками, называемыми ягелем или оленьим мхом. Зимнее время северные олени проводят обычно в лесотундре, где легче выкапывать лишайники из-под снега.
   В горных тундрах по обеим сторонам Берингова пролива обитает снежный баран (баран-толсторог). Снежные бараны кормятся травянистыми растениями и побегами кустарников, держатся в каменистых ущельях по крутым склонам. Во время ледникового периода и даже позже в арктических тундрах был широко распространен своеобразный родич баранов – мускусный овцебык. В настоящее время он сохранился лишь на Шпицбергене, Таймыре, острове Врангеля и на Аляске.
   Пернатые и четвероногие хищники тундры распространены циркумполярно. Белая, или полярная, сова, канюк-зимняк, песец питаются в основном леммингами и полевками. Тундровый волк, отличающийся от остальных подвидов пышным и светлым мехом, охотится на северных оленей, поедает грызунов. В зимнее время вслед за стадами оленей волки откочевывают в лесотундру.
   Подавляющее большинство тундровых птиц перелетные. Для тундры характерен малый, или тундровый, лебедь, белолобый гусь и пискулька, черная, краснозобая и канадская казарки. Типичные обитатели тундры – представители семейства овсянковых: пуночка и лапландский подорожник. Летом они питаются и выкармливают птенцов главным образом насекомыми, а зимой кормятся семенами трав. Потребителями зеленой массы в тундрах являются также белая и тундровая куропатки.
   Кулики – самые заметные пернатые тундры. Их видовое разнообразие здесь особенно велико. Наиболее характерны ржанки, камнешарка, песочники (более 25 видов), турухтан, куличок-лопатень, бекасовидные веретенники, плавунчики. Обычный обитатель тундры – длиннохвостый поморник. Поморники питаются леммингами, разоряют гнезда птиц. В ряде мест на скалистых морских побережьях тундровой зоны формируются большие скопления птиц на гнездовье – «птичьи базары». Основу их составляют различные чистиковые, наиболее массовые среди которых – тонкоклювая и толстоклювая кайры, а также чайки.
   В некоторых районах на каменистых берегах и песчаных косах островов образуют большие лежбища морские млекопитающие – морж и гренландский тюлень.
   На островах субантарктики гнездятся несколько видов пингвинов, трубконосые (гигантский буревестник, капский голубок). На многих островах имеются крупные лежбища морских слонов, южных морских котиков. Все они используют сушу лишь для размножения, а кормятся в море.
//-- Арктический и антарктический пояса --//
   ✓ арктические и антарктические пустыни
   В течение года в арктическом (антарктическом) поясе господствуют АВМ, отличающиеся низкой влажностью и низкими температурами (в течение всего года отрицательными).
   Преобладающей природной зоной является зона арктических и антарктических пустынь (см. форзац). Они занимают крайнюю островную окраину Северной Америки, остров Гренландия, крайний север Азии и Антарктиду. В условиях постоянно низких температур происходит накопление мощных толщ снега и льда – формируются ледяные пустыни. На островах распространены горные и шельфовые ледники, а в центральной части Гренландии и Антарктиды – мощные покровные. Летом на ледниках появляются водоросли, которые окрашивают их в розовый, красный и зеленый цвета.
   Растительный мир крайне разреженный и скудный. Лишь на свободных ото льда участках – каменистых пустынях – встречаются представители арктической тундры, преимущественно мохово-лишайниково-осоковые ассоциации, растущие отдельными куртинами. Преобладают накипные лишайники, гипновые мхи, из высших растений – полярный мак, крупка, арктическая щучка, мятлик, полярная ива. Для горных районов характерен полярно-пустынный тип растительности.
   Наземных животных в зоне арктических пустынь мало, в основном это тундровые виды. Единственное крупное копытное – овцебык, встречается северный олень, из хищников – песец, в Арктике на нерп охотится белый медведь. На побережьях много птиц, в том числе перелетных. Летом кайры, гагары, чайки, буревестники, бакланы устраивают на скалах «птичьи базары». В Антарктике живут удивительные нелетающие птицы – пингвины (самый крупный – императорский, самый маленький – ад ели). В прибрежных водах обитают киты и тюлени.

9.7. Симметрия, диссимметрия и асимметрия в географической оболочке

   Симметрия (греч. symmetria – соразмерность, гармония в размещении точек или предметов в пространстве) свойственна не только земным, но и космическим объектам и отражает наиболее общие черты строения объектов. Значительный шаг к разработке теории симметрии и диссимметрии сделал И.И. Шафрановский (1968), которым были выделены универсальные виды симметрии на поверхности Земли (принципы Шафрановского).
   Универсальной формой является шаровая симметрия, которая присуща фигуре Земли, гравитационному, магнитному, термическому, барическому и другим полям Земли, гидро-, атмо-, литосфере ГО. Шаровая симметрия вызывается как силами тяготения в космических телах и планетарных образованиях, так и силами сцепления в наземных формах (в атмосфере свойственна каплям воды облаков, тумана, дождя, града, в литосфере – шаровым отдельностям горных пород и минералов, в гидросфере – радиоляриям, фораминиферам). Благодаря суточному вращению Земля имеет ось и экватор. Последний является плоскостью, относительно которой наблюдается зеркальная симметрия многих элементов ГО: поясов освещения, систем воздушных течений, распределения давления, температуры и т. д. Формами симметрии являются также коническая симметрия (проявляется в стратовулканах, горных вершинах, карстовых воронках, камах и др.), билатеральная (lateralis – боковой) симметрия, или симметрия листа (дно и берега океанов, например Атлантического: при совмещении западный и восточный берега почти совпадают). Именно примеры билатеральной симметрии натолкнули А. Вегенера на соображения об определенном способе образования материковых глыб за счет раздвижения материка Пангеи.
   Явления нарушения симметрии называют диссимметрией (таким образом, диссимметричными называются такие объекты, у которых одни элементы симметрии сохранились, другие нарушены). Например, билатеральная диссимметрия проявляется в неполном соответствии систем географических зон СП и ЮП. Диссимметрия увеличивается в направлении от экватора к средним широтам (северный и южный умеренные пояса настолько различны, что требуют самостоятельного описания: например, большой лесной зоне СП соответствует в ЮП океан и лишь небольшой регион лесов в Чили). Крайним случаем диссимметрии является антисимметрия (антисимметричными являются объекты, у которых нет ни одного элемента симметрии).
   Полярная асимметрия Земли проявляется в неодинаковости строения и истории развития обоих полушарий. Сама фигура Земли асимметрична, северная полярная полуось на 30—100 м длиннее южной, и поэтому сжатие СП меньше (фигура Земли напоминает кардиоидальный эллипсоид). Суша в СП занимает 39 % площади, а в ЮП – всего 19 %. Северному Ледовитому океану СП соответствует материк Антарктида в ЮП. В СП находятся наиболее приподнятые участки земной коры (щиты Балтийский и Канадский), а в ЮП на этих широтах – цепочка океанических впадин (Африкано-Антарктическая, Австрало-Антарктическая). Большая часть южных материков занята древними платформами (72–90 %), значительная часть северных материков образована палеозойскими и мезозойскими горами. В СП есть пояс молодых складчатых гор (Альпийско-Гималайский), аналога ему в ЮП нет.
   Асимметричность суши и океана влечет за собой асимметричность в распределении свойств других компонентов. Из-за преобладания водной поверхности в ЮП климат ровнее, годовая амплитуда температур 6 °C, а в СП – 14 °C. Теплые течения в СП распространяются к Северному Ледовитому океану, в ЮП – не далее 35° ю.ш. В ЮП Антарктида имеет мощное материковое оледенение, в СП площадь материкового оледенения мала, но большую территорию занимает многолетняя мерзлота.
   Различие в СП и ЮП проявляется и в распределении растительности и животных: в СП огромную площадь занимает тайга, в ЮП аналога ей нет. В ЮП отсутствуют зоны тундры, лесотундры, лесостепи, пустынь умеренного пояса. Отдельные виды растительности встречаются только в СП (сосновые, секвойи). Отличия проявляются и в животном мире: в Антарктиде живут пингвины, в Арктике – белые медведи. В ЮП живут ламы, утконосы, ехидны, кенгуру, сумчатые волки, киви, коала; в СП – двугорбые верблюды, яки. Полярная асимметрия биосферы отмечалась и в прошлые геологические эпохи. В настоящее время в ЮП обитает 17 видов пингвинов, останки ископаемых пингвинов (22 вида) обнаружены только в ЮП.

Тема 10
Понятие о географическом ландшафте

10.1. Дифференциация географической оболочки

   Дифференциация географической оболочки – разделение единого планетарного комплекса на объективно существующие природные комплексы разного ранга. Дифференциация зависит от зональных и азональных причин.
   Природный комплекс (ПК) – саморегулируемая и самовоспроизводимая система взаимосвязанных компонентов и комплексов более низкого ранга (определение Ф.Н. Милькова). Природные комплексы делятся на природно-территориальные (ПТК) и природно-аквальные (ПАК). Наиболее изучены ПТК суши. Природный комплекс характеризуется относительно однородным участком поверхности, единство которого обусловлено географическим положением, единой историей развития, происходящими в его пределах природными процессами.
   Все ПК образованы взаимодействием компонентов: горных пород, воды, воздуха, растений, животных, почв. Роль компонентов в ПК учеными оценивается по-разному. Н.А. Солнцев отводит литогенной основе (комплекс геолого-геоморфологических особенностей изучаемой территории, включая стратиграфию, литологию горных пород, тектонику, рельеф) роль ведущего фактора в формировании и устойчивости ПК. Впервые мысль о равнозначности всех компонентов была высказана В.В. Докучаевым применительно к почве. Ученый считал, что почва есть результат взаимной деятельности климата, растительности, животных, грунтов.
   Ряд авторов выделяют полные и неполные ПК (Д.Л. Арманд): полные образуются всеми компонентами, в неполных отсутствуют один или два компонента.
   По размерам и сложности ПК подразделяются на планетарные (ГО), региональные (материки, физико-географические страны и области, географические пояса и зоны), локальные (приурочены к мезо– и микроформам рельефа – оврагам, речным долинам, моренным холмам).
   Основной единицей в ландшафтоведении предлагается считать ландшафт – полный ПТК, в структуре которого непосредственно участвуют все основные компоненты, начиная с земной коры и заканчивая животными, населяющими данный ПТК.
   Термин «ландшафт» (нем. land – земля и schaft – взаимосвязь) имеет международное признание. В научную литературу термин был введен в 1805 г. немецким ученым А. Гоммейером. Под ландшафтом он подразумевал совокупность обозреваемых из одной точки местностей, заключенных между ближайшими горами, лесами и другими частями земли. Развитие ландшафтоведения связано с трудами выдающихся географов Л.С. Берга, А.А. Григорьева, С.В. Калесника, Ф.Н. Милькова и др.
   Существует три трактовки термина «ландшафт»: региональная, типологическая, общая.
   В соответствии с региональной (или индивидуальной) трактовкой ландшафт понимается как конкретный индивидуальный ПТК, неповторимый комплекс, имеющий географическое название и точное положение на карте. Такая точка зрения высказана Л.С. Бергом, А.А. Григорьевым, С.В. Калесником, поддержана Н.А. Солнцевым, А.Г. Исаченко.
   По типологической трактовке (Л.С. Берг, Н.А. Гвоздецкий, В.А. Дементьев), ландшафт – это тип или вид природного территориального комплекса. В почвоведении существует понятие о типах и видах почв, в геоморфологии – о типах рельефа, а в ландшафтоведении можно говорить о типах, родах, видах ландшафта. Типологический подход необходим при средне– и мелкомасштабном картографировании ПТК значительных по площади регионов. Он ускорил разработку классификации ландшафтов.
   Общая трактовка термина «ландшафт» содержится в трудах Д.Л. Арманда и Ф.Н. Милькова. В их понимании синонимами ландшафта выступают природный территориальный комплекс, географический комплекс. Например: ландшафт Русской равнины, ландшафт Кавказа, ландшафт Полесья, болотный ландшафт. Такая точка зрения широко распространена в научно-популярной географической литературе.
   В СССР существовал государственный стандарт понятий и терминов. В ГОСТе предусматривалось определение ландшафта как общего понятия. Ландшафт – территориальная система, состоящая из взаимодействующих природных и антропогенных компонентов и комплексов более низкого таксономического ранга.
   Одно из наиболее полных определений ландшафта принадлежит Н.А. Солнцеву: «Ландшафт – это генетически однородный природный территориальный комплекс, имеющий одинаковый геологический фундамент, один тип рельефа, одинаковый климат и состоящий из свойственного только данному ландшафту набора динамически сопряженных и закономерно повторяющихся в пространстве основных и второстепенных урочищ» (Морфологическая структура географического ландшафта. М., 1962. С. 44).
   При всех различиях определений ландшафта между ними есть сходство в самом главном – признании взаимосвязей между элементами природы в реальных природных комплексах.
   Ландшафт представляет собой сложное природное образование. Он состоит из более мелких природных комплексов. Основные морфологические части ландшафта – фации, урочища; дополнительные – подурочища и местности (сочетание урочищ). Они определяют морфологическую структуру ландшафта, образуя в его пределах закономерные сочетания.
   Физико-географическая фация – самый простой природный комплекс, характеризующийся наибольшей однородностью природных условий. Для нее характерны: положение в пределах одного элемента или микроформы рельефа (склон, вершина холма, нижняя часть склона); одинаковый литологический состав почвообразующих пород и одна почва; одинаковый режим тепла и влаги, один микроклимат; один биоценоз.
   В условиях ненарушенной растительности хорошо определяются границы фации – фация совпадает с фитоценозом. Пример фации – пологий склон холма северной экспозиции с дерново-среднеподзолистыми, суглинистыми почвами под елово-широколиственным лесом.
   Урочище – природный комплекс, образованный закономерным сочетанием фаций или их групп (подурочищ). Обычно урочища соответствуют мезоформе рельефа. Для них характерно определенное сочетание почвообразующих пород, режимов тепла и влаги и почвенно-растительного покрова. Примером урочища является урочище холма или оврага.
   Совокупность ландшафтов образует систему более высокого уровня – тип ландшафта. В своих названиях типы повторяют географические зоны (тундровый, таежный тип и т. д.), но географические зоны непрерывны, они очерчивают на равнинах сплошной массив какого-либо одного типа ландшафта, фрагменты которого продолжают встречаться за его пределами – в смежных зонах и горных странах.
   Класс ландшафтов – совокупность типов ландшафтов. Общепринято деление ландшафтов на два класса: равнинные и горные (отличаются наличием высотной поясности).
   Типы и классы ландшафтов раскрывают структуру крупнейших региональных единиц – физико-географических стран и материков.
   Все ландшафты суши – материков и островов – объединяются в отдел ландшафтов, который следует считать высшей типологической единицей.
   Схема типологических единиц ландшафта (по Ф.Н. Милькову) выглядит следующим образом: тип фации – тип урочища – тип местности – тип ландшафта – класс ландшафта – отдел ландшафта. Типологические комплексы, обладая морфологическим (внешним) единством, в отличие от региональных характеризуются не сплошным, а разорванным ареалом. Типологические комплексы раскрывают морфологию региональных единиц, которые помогают выделить региональные особенности типологических единиц.
   Физико-географическое районирование заключается в выявлении и картировании природных комплексов, обладающих внутренним единством и своеобразными индивидуальными чертами в их всесторонней характеристике.
   По з ональным признакам ГО делится на географические пояса, зоны и подзоны (деление по зональному признаку разработано А.А. Григорьевым).
   По азональным признакам выделяются следующие таксономические единицы: физико-географическая страна, физико-географическая область, физико-географический район.
   Физико-географическая страна – часть материка, сформировавшаяся на основе крупной тектонической структуры и общности тектонического режима в неоген-четвертичное время, характеризующаяся единством орографии, макроклимата и своей структурой горизонтальных зон и высотных поясов (Восточно-Европейская равнина, Западно-Сибирская низменность, Урал).
   Физико-географическая область – часть физико-географической страны, обособившаяся главным образом в неоген-четвертичное время под влиянием тектонических движений, морских трансгрессий, материковых оледенений или деятельности талых ледниковых вод. Характеризуется однотипной морфоскульптурой или их закономерным сочетанием, одним типом климата и своеобразным проявлением зональности или высотной поясности (Мещерская низменность, Среднерусская возвышенность).
   Физико-географический район (ландшафт) – часть области, однородная по зональным или азональным признакам. Это генетически единая территория, характеризующаяся специфической морфологической структурой.
   Схема таксономических единиц может быть образована чередующимися зональными и азональными комплексами.

10.2. Антропогенный ландшафт

   В связи с воздействием человека на природу в географию вошли понятия «антропогенный ландшафт» и «культурный ландшафт».
   Природный комплекс в настоящее время рассматривается как сложная система, состоящая из двух подсистем – природной и антропогенной. Природная подсистема образуется при взаимодействии природных компонентов – воды, воздуха, горных пород, растений, животных, почв. Антропогенная подсистема включает две части: хозяйственную и управленческую. Комплексы ноосферного этапа должны обладать единством, они образуются взаимодействием всех компонентов, включая живое и разумное вещество.
   Созданные людьми ландшафты называются антропогенными, техногенными или искусственными. По мнению ряда авторов (Л.П. Шубаев), термины «антропогенный» и «техногенный» не совсем удачны, поскольку ландшафты не созданы людьми, а только ими преобразованы. Основные зональные компоненты – горные породы, почвы, воздух, воду – человек пока изменяет мало. Сочетание естественных и искусственных ландшафтов Шубаев предлагает назвать современными ландшафтами.
   Согласно другой концепции, антропогенными ландшафтами являются как вновь созданные, так и измененные человеком природные комплексы. По мнению Ф.Н. Милькова (1990), антропогенный ландшафт – комплекс, в котором на всей площади или большей ее части коренному изменению подверглись все или один из компонентов природного ландшафта. В географическом энциклопедическом словаре (1988) антропогенный ландшафт определен как «географический ландшафт, созданный как в результате целенаправленной деятельности человека, так и возникающий в ходе непреднамеренного изменения природного ландшафта».
   Классифицируют антропогенные ландшафты по соотношению целенаправленных изменений, по виду человеческой деятельности, по степени изменения по сравнению с исходным состоянием, по последствиям изменений.
   По степени изменения все ландшафты можно разделить на шесть групп (А.Г. Исаченко, 1965):
   ✓ неизмененные: ледники, нетронутые участки тропических пустынь, заповедники;
   ✓ слабо измененные: естественные луга и пастбища, водоемы;
   ✓ нарушенные нерациональным использованием – вторичные обедненные леса;
   ✓ сильно нарушенные и превращенные в бедленд: эродированные, вторично засоленные, вторично заболоченные земли, горные выработки;
   ✓ преобразованные или культурные: поля, сады, плантации, парки;
   ✓ искусственные: города, села, дороги, плотины.
   По виду человеческой деятельности выделяются:
   ✓ сельскохозяйственные ландшафты: по оценкам специалистов, пашни, сады, плантации занимают 11 % обитаемой суши; предельная площадь экономически выгодных для эксплуатации земель составляет 1,5 млрд га, т. е. все доступные земли уже использованы;
   ✓ промышленные ландшафты: наиболее развиты карьерные и отвальные комплексы, терриконы; на Земле на долю населенных пунктов, промышленности и транспорта приходится 2 % суши, в наиболее развитых странах этот показатель достиг 5 %;
   ✓ линейно-дорожные ландшафты, связанные с железными, автомобильными и другого вида дорогами, нефте– и газопроводами: на весь мир приходится 24 млн км протяженности автомобильных дорог (18 млн км с твердым покрытием); густота дорог достигла 180 км/км -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

(в Великобритании – 1580 км/км -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, Франции – 1480 км/км -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

); в мире длина железнодорожной сети составляет 1,2 млн км, в России – 87 тыс. км; длина нефте– и газопроводов – 1,5 млн км (в США – 325 тыс. км, России – 66 тыс. км);
   ✓ лесные ландшафты: лесокультуры и вторичные леса на месте вырубок и антропогенных гарей;
   ✓ водные ландшафты: водохранилища, пруды, каналы; в конце XX в. на планете эксплуатировалось более 40 000 водохранилищ, их объем достигал 6 тыс. км -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, площадь водного зеркала 400 тыс. км -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

; к крупнейшим водохранилищам мира относятся Виктория (Кения) – 204,8 км -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, Братское (Россия) – 169,3 км -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, Кариба (Замбия) – 160,3 км -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

;
   ✓ рекреационные ландшафты, зоны отдыха населения и активного туризма;
   ✓ селитебные: ландшафты городов и других населенных пунктов;
   ✓ беллигеративные (военные) ландшафты: сторожевые курганы, крепостные валы, засеки, воронки взрыва, траншеи.
   По последствиям изменений выделяют культурные и акультурные ландшафты (А.Г. Исаченко).
   Воздействие человека на ландшафт следует рассматривать как природный процесс, в котором человек – активный компонент. Сохранность антропогенного ландшафта, его устойчивость (способность сохранять преднамеренно нарушенное состояние) зависят от многих факторов, но в основном определяются постоянным, направленным воздействием человека. Степень устойчивости зависит от того, на какой компонент воздействует человек (изменение рельефа или горных пород приводит к изменению всего комплекса в целом).
   Искусственно созданные устойчивые ландшафты называются культурными. В них структура рационально изменена на научной основе и в интересах общества. Наиболее подробно сущность культурного ландшафта, принципы его организации, управления и функционирования были проанализированы А.Г. Исаченко в монографии «Оптимизация природной среды» (1980). По его мнению, культурный ландшафт представляет собой улучшенную модификацию ПТК, ему присущи два главных качества: во-первых, высокая производительность и экономическая эффективность; во-вторых, оптимальное экологическое состояние среды для жизни людей. Оба эти свойства могут быть достигнуты при рациональном природопользовании, сочетающемся с безотходным производством.
   Наиболее известным носителем идеи культурного ландшафта стал Ю.А. Веденин, который считал, что культурный ландшафт – это «территориально локализованная совокупность вещества, энергии и информации, сформировавшаяся в результате проявления природных процессов, преобразовательной и интеллектуально-созидательной деятельности людей (Проблемы формирования культурного ландшафта и его изучения, 1990, с. 6). Культурный ландшафт состоит как бы из двух слоев – природного и культурного. Первый слой – естественная и преобразованная природа, второй – материальная и духовная культура человека.
   Критерии культурного ландшафта определяются общественными потребностями. Они характеризуются высокой производительностью и экономической эффективностью, являются оптимальной средой для жизни человека. Этим критериям отвечает и определение культурного ландшафта по В.М. Котлякову: «Культурный ландшафт – географический ландшафт, целесообразно измененный хозяйственной деятельностью человека, например оазис на орошаемых землях в пустыне».
   Географические принципы организации культурного ландшафта (А.Г. Исаченко):
   ✓ культурный ландшафт не должен быть однообразным, сложность структуры обеспечивает устойчивость системы (например, лучше чередовать небольшие массивы пашни и леса, чем укрупнять пашни с риском вызвать эрозию);
   ✓ в культурном ландшафте не должно быть свалок, пустошей, карьеров; все они должны быть рекультивированы;
   ✓ из всех видов использования земель приоритет надо отдать растительному покрову, необходимо стремиться к максимально возможному увеличению площади лесов;
   ✓ должно быть отведено место для сохранения естественных ландшафтов (заповедники, резерваты, заказники, национальные парки).
   Экологический потенциал культурного ландшафта – его способность удовлетворять потребность человека во всех первичных средствах существования – воздухе, свете, тепле, воде, источниках пищи, а также в природных условиях для трудовой деятельности. Следовательно, экологический потенциал определяет степень комфортности территории.

Тема 11
Современные взгляды на происхождение человека. расы

11.1. Современные взгляды на происхождение человека

   Наиболее примечательный факт в развитии природы за последние миллионы лет – появление человека. Человек относится к семейству гоминид и в настоящее время является единственным видом этого семейства. Дифференциация гоминид и обезьян произошла еще в олигоцене. Самый ранний известный представитель гоминид – миоценовый рамапитек, его останки были найдены в Восточной Африке, Южной и Восточной Азии. Следующее звено эволюции – плиоценовый австралопитек, находки которого датируются временем от 5 до 1,75 млн лет. Это был предшественник человека.
   В плейстоцене появились архантропы (питекантроп, синантроп и др.), принадлежавшие уже к роду человека. Останки питекантропа впервые найдены на Яве в 1891–1894 гг., останки синантропа – в 1927 г. около Пекина, но впоследствии оказалось, что область распространения этих типов обезьянолюдей довольно обширна, а каменные орудия, характерные для эпохи питекантропа и синантропа, обнаружены кроме юга и юго-востока Азии также в Малой Азии и Африке. Питекантропы умели делать простейшие каменные орудия, а синантропам известно было использование огня, так как в их стоянках найдены зола, а также разбитые и обожженные кости животных. Синантроп – более развитая, чем питекантроп, форма, возможно, потому, что он геологически моложе питекантропа, либо вследствие существования его в других (по сравнению с питекантропом) географических условиях, которые на самых ранних стадиях развития человека могли заметно влиять на скорость и направление этого развития.
   Древнейший период в развитии человечества, когда орудия труда и оружие изготовлялись из камня, дерева и кости, называется каменным веком. Он продолжался весь плейстоцен и часть голоцена. Человек в этот период своего существования фактически был одним из компонентов биоценоза, мало отличаясь от животных по характеру поведения и воздействия на среду обитания.
   Ранний палеолит (более 350–400 тыс. лет назад) был временем существования поздних архантропов. Около 350 тыс. лет назад они сменились палеоантропами, или неандертальцами, широко расселившимися на суше.
   Развитие различных групп неандертальцев шло по-разному. Имело значение и влияние географической среды, и темпы развития общественной организации. Группы неандертальцев, жившие в суровых географических условиях, замедлявших их развитие, так и не смогли превратиться в современного человека. Превратились в современного человека неандертальцы, жившие в более мягких географических условиях, во внеледниковых областях – Южной, Передней и Средней Азии, восточного Средиземноморья и Восточной Африки.
   На рубеже среднего и позднего палеолита (30–40 тыс. лет назад) появились неоантропы (jкроманьонцы), морфологически близкие к современному человеку. Некоторое время кроманьонцы существовали параллельно с палеоантропами. В этот период возникает первая общественно-экономическая формация – первобытно-общинный строй.
   Около 10 тыс. лет назад палеолит сменился мезолитом – культурой с еще более сложным хозяйством: появились поселения и человек начал реальное вторжение в географическую среду, постепенно превращая ее из природной в природно-антропогенную.

11.2. Основные расы

   Все современное человечество с антропологической точки зрения представляет собой один сборный вид Homo sapiens – человек разумный, хотя между некоторыми группами человечества есть внешние отличия. Физические (телесные) различия у людей касаются только наружных, поверхностных признаков и не затрагивают даже таких физических особенностей, как строение руки, мозга, позвоночника, грудной клетки, стопы и т. д. Телесные различия не играют никакой роли в истории человеческого общества, но они складываются исторически и связаны с теми территориальными группами человечества, для которых они характерны. Территориальные комплексы телесных особенностей человека образуют антропологические типы. Группы антропологических типов, которые возникли внутри единого по своему происхождению человечества в процессе первоначального освоения человеком области своего обитания и приспособления к различной географической среде, называются расами (от араб, ras – голова, начало, корень; итал. razza – племя) (Калесник, 1955).
   Расы человека – исторически сложившиеся группы людей, связанные единством происхождения, которое выражается в общих наследственных морфологических и физиологических признаках, изменяющихся в определенных пределах.
   Под понятие расовых признаков подходят не любые телесные особенности, а только те, которые носили приспособительный характер и возникли в очень древние времена, когда биологические законы адаптации еще имели над человеческим обществом некоторую власть. Таким образом, раса – это историческая категория. Процесс расообразования происходил в палеолите и мезолите, т. е. он уже давно закончился, и расовые признаки в позднейших и современных антропологических типах существуют в форме своеобразных реликтов. Расовые черты, таким образом, не только поверхностны, не существенны для истории человека, но и хронологически ограничены в своем формировании. С древнейших времен сложилось два очага расообразования: западный, очень обширный (северо-восток Африки и вся Передняя Азия), и восточный, менее крупный, расположенный на территории Китая.
   К числу важнейших морфологических признаков, совокупность которых позволяет отличить одну расу от другой, относятся: характер волосяного покрова, окраска кожи (деление современного человечества на «белую», «желтую» и «черную» расы), волос и глаз, толщина губ, строение лицевой части головы, различия в пропорции тела, особые линии (борозды) на ладонях и подошвах и т. д. Учитываются также и некоторые физиологические особенности организма, так называемые «скрытые» признаки: группы крови, содержание в тканях микроэлементов, белки сыворотки, строение зубов и т. д.
   Различают три первичные, или большие, расы. К ним относятся: экваториальная раса, или негро-австралоидная; европеоидная, или евразийская; монголоидная, или азиатская. Многие исследователи вместо единой экваториальной расы выделяют две самостоятельные экваториальные расы: негроидную (африканскую) и австралоидную (океанийскую). Внутри больших рас имеется дальнейшее дробное расовое деление. В их классификации выделяются ствол (2), ветвь (5), локальная раса (25), группа популяций.
   Для представителей экваториальной расы характерны: курчавые черные волосы; интенсивно пигментированная темно-коричневая кожа; карие глаза; умеренно выступающие скулы; средняя уплощенность лица; сильно выдающиеся челюсти; слабо выступающий широкий нос, часто с поперечно расположенными ноздрями; толстые губы; слабое или среднее развитие третичного волосяного покрова. Негроидные признаки наиболее выражены у населения, живущего в Африке, к югу от Сахары, известного под собирательным и неточным названием «негры». Негроидная раса состоит из трех групп: негры, негрилли (характерны для Центральной Африки, отличаются низким ростом), бушмены и готтентоты (Южная Африка, негроидные черты сочетаются с отдельными монголоидными чертами).
   Европеоиды отличаются волнистыми или прямыми мягкими волосами разных оттенков, светлой или смуглой кожей, большим разнообразием окраски радужной оболочки глаз (от карих до светло-серых и голубых), сильным развитием третичного волосяного покрова (в частности, бороды у мужчин), слабым или средним выступанием скул, незначительным выступанием челюстей, узким выступающим носом с высоким переносьем, тонкими или средней толщины губами. Европеоиды, очаг формирования которых относят к Юго-Западной Азии, Северной Африке и Южной Европе, могут быть поделены на три главные группы:
   ✓ южную – со смуглой кожей, преимущественно темными глазами и волосами;
   ✓ северную – со светлой кожей, значительной долей серых и голубых глаз, русых и белокурых волос;
   ✓ промежуточную, для которой характерна среднеинтенсивная пигментация.
   По окраске кожи, волос и глаз, по строению лицевого скелета и мягких частей лица, по пропорции мозговой части черепа, часто выражаемой головным указателем (процентным отношением наибольшей ширины головы к ее длине), и по некоторым другим признакам среди европеоидов выделяют различные расы второго порядка.
   Южных европеоидов в целом, учитывая их ареал, называют индосредиземноморской расой. Среди относительно длинноголовых популяций этой расы выделяют средиземноморскую на западе и индо-афганскую на востоке. В составе короткоголовых южных европеоидов различают адриатическую, или динарскую, расу (Балканский полуостров и восточный берег Адриатического моря), переднеазиатскую, или арменоидную (армяне и некоторые другие группы населения Юго-Западной Азии) и памиро-ферганскую (таджики, часть узбеков).
   Промежуточных по пигментации европеоидов, большей частью короткоголовых, подразделяют на следующие расы: альпийскую (Швейцария, Франция, Германия, Австрия, Италия), среднеевропейскую (Центральная, отчасти Восточная Европа), восточноевропейскую (Восточная Европа, Сибирь и Дальний Восток).
   Высокорослых средне-длинноголовых светлых европеоидов раньше описывали под названием северной, или нордийской (балтийской), расы. Некоторые ученые всех светлых европеоидов подразделяют на северо-западных (атланто-балтийская раса, к которой относится население Великобритании, Нидерландов, северных районов Германии, Скандинавских стран, Латвии и Эстонии) и северо-восточных (беломорско-балтийская раса, распространенная в Северо-Восточной Европе среди северных русских, карелов, вепсов и др.).
   Для монголоидов характерны: прямые, часто тугие (жесткие) волосы; слабое развитие третичного волосяного покрова; желтоватый оттенок кожи; карие глаза; уплощенное лицо с сильно выделяющимися скулами; узкий или среднеширокий нос, часто с низким переносьем; наличие эпикантуса (вертикальная кожная складка, прикрывающая внутренний угол глаза, где находится слезный бугорок).
   Большая монголоидная раса состоит из двух основных групп – азиатской и американской (индейцы, эскимосы, алеуты). У американских индейцев общий монголоидный облик сглажен, эпикантус встречается редко, нос выступает сильно.
   Монголоиды Азии делятся на две основные группы – континентальную и тихоокеанскую (корейцы, северные китайцы). Континентальные монголоиды отличаются от тихоокеанских менее интенсивной пигментацией, большей массивностью скелета, более широким лицом, более тонкими губами.
   Континентальные монголоиды делятся на арктическую расу (эскимосы, чукчи, коряки), североазиатскую (эвенки, эвены, юкагиры, некоторые группы якутов и бурят), центральноазиатскую (монголы, буряты, якуты, тувинцы, южные алтайцы), дальневосточную (китайцы, корейцы).
   Австралоидная раса до недавнего времени не входила в число больших рас. Она объединялась с негроидной в одну большую экваториальную расу (негро-австралоидную). Австралоиды в подавляющем большинстве своем имеют темную окраску кожи, широкий нос, толстые губы. Это сближает их с негроидами, но некоторые австралоидные группы отличаются от последних волнистыми волосами (австралийцы-аборигены, веддоиды), сильным развитием третичного волосяного покрова (австралийцы), ослабленной пигментацией (айны).
   Большая австралоидная раса состоит из следующих ветвей: австралийцы-аборигены, папуасы и меланезийцы, веддоиды, айны, негритосы. У папуасов и меланезийцев, имеющих достаточно выраженные австралоид ные черты, волосы, также как и у негроидов, курчавые. Папуасы отличаются от маланезийцев формой носа – с горбинкой. Негритосы напоминают меланезийцев, но крайне низкорослы. Веддоиды выделяются малым ростом, слабым развитием бороды, надбровных дуг. Айны генетически связаны с другими австралоидами, но резко отличаются от них по общему облику. Для них характерны отдельные особенности различных больших рас: европеоидные – светлая кожа и очень развитый третичный волосяной покров; австралоидные – широкий нос и покатый лоб; монголоидные – уплощенность лица и наличие эпикантуса.

Тема 12
Экологические проблемы географической оболочки

12.1. Понятие о глобальных проблемах человечества

   На рубеже 1960—1970-х гг. сформировалось понятие о глобальных проблемах человечества, которые, во-первых, затрагивают интересы и судьбы всех стран, народов и социальных слоев, во-вторых, приводят к значительным экономическим и социальным потерям, а в случае их обострения могут угрожать самому существованию человеческой цивилизации, в-третьих, требуют для своего решения сотрудничества в общепланетарном масштабе, совместных действий всех стран и народов.
   В 1980-е гг. в глобалистике сложилась классификация глобальных проблем, исходящая из их подразделения на три большие группы.
   В первую группу стали включать проблемы, связанные с основными социальными общностями человечества: разоружение и предотвращение новой мировой войны, преодоление разрыва в уровнях социально-экономического развития между экономически развитыми и развивающимися странами, обеспечение занятости экономически активного населения и др.
   Ко второй группе стали относить проблемы, связанные с отношениями в системе «человек – общество»: эффективное использование достижений НТР, развитие культуры, образования, здравоохранения и др.
   Третья группа вобрала в себя проблемы, связанные с отношениями в системе «человек – природа»: сохранение и восстановление экологического равновесия, обеспечение потребностей человечества в природных ресурсах, использование ресурсов Мирового океана, мирное освоение космического пространства и др.
   Характеризуя общее состояние окружающей природной среды, ученые разных стран обычно употребляют такие определения, как «деградация глобальной экологической системы», «экологическая дестабилизация», «разрушение природных систем жизнеобеспечения» и т. п. В последних докладах американского Института всемирного наблюдения («Уорлдуотч») прямо говорится о «страшной» экологической ситуации, складывающейся в мире. Примерно таких же оценок придерживаются российские ученые-экологи, географы, представители других наук: В.И. Данилов-Данильян, Н.Н. Моисеев, В.М. Котляков, Н.Ф. Реймерс, В.С. Преображенский, К.С. Лосев и многие другие.
   H. Ф. Реймерс дал следующее определение экологического кризиса: «Экологический кризис – это напряженное состояние взаимоотношений между человечеством и природой, характеризующееся несоответствием развития производительных сил и производственных отношений в человеческом обществе ресурсно-экологическим возможностям биосферы. Характеризуется не просто и не столько усилением воздействия человека на природу, но и резким увеличением влияния измененной людьми природы на общественное развитие».
   Причинами глобальных изменений являются как естественные колебания в развитии природных процессов под воздействием планетарной эволюции Земли, мощного влияния гелиокосмических факторов, так и нарастающая активизация деятельности человека.
   Сегодня глобальные экологические проблемы рассматриваются в следующих основных аспектах:
   I. Нарушение целостности атмосферы планеты, обусловленное следующими причинами:
   ✓ загрязнение воздушной среды твердыми, жидкими и газообразными отходами производственно-хозяйственной деятельности;
   ✓ повреждение озонового слоя планеты;
   ✓ глобальное потепление климата.
   2. Глобальные экологические проблемы, связанные с водными ресурсами:
   ✓ нехватка пресной воды;
   ✓ загрязнение рек, озер, морей и океанов;
   ✓ усиление угрозы наводнений.
   3. Снижение биологического разнообразия планеты:
   ✓ обезлесение;
   ✓ опустынивание;
   4. Изменение поверхности литосферы – рельефа Земли.

12.2. Экологические проблемы атмосферы

   Атмосфера играет исключительную роль в жизни ГО. Однако в результате жизнедеятельности человека происходит заметное изменение самой атмосферы. Человек воздействует на все климатические процессы – теплооборот, влагооборот и циркуляцию атмосферы.
   Климат испытывал изменения на протяжении всей истории Земли. Изменения климата имели разные временные масштабы – от 10 -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

до 10 -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

лет. Последний масштаб отвечает ледниковым периодам, а первый – современным колебаниям климата. За короткий исторический период климат в северном полушарии претерпел несколько драматических колебаний. Самым значительным из них было заметное потепление Арктики (конец XIX – начало XX в.), особенно выраженное в Атлантическом секторе высотных широт.
   Изменения глобального климата есть совокупность его региональных изменений различных временных и пространственных масштабов. Именно региональные изменения, носящие зачастую экстремальный характер (засухи, наводнения, суровые и теплые зимы), оказывали и оказывают наиболее существенное воздействие на экономическую и социальную жизнь общества.
   Особенно мощным является последнее потепление климата. Оно привлекло к себе внимание мирового сообщества и побудило ученых, практиков и политиков рассматривать климат как важнейший природный ресурс, перераспределение которого между странами имеет серьезные социально-экономические и политические последствия, определяющие благосостояние государств мира.
   Крупные экстремальные климатические явления, такие, например, как засуха 1988 г. в США, когда сбор зерна оказался ниже уровня внутреннего потребления, послужили стимулами к широкомасштабному изучению изменения климата учеными разных стран. В 1992–1997 гг. были приняты важные политические решения в форме Рамочной конвенции по изменению климата (Рио-де-Жанейро, 1992 г.), Киотского протокола к ней (Киото, 1997 г.) и других важных документов по данному вопросу. Согласно этим документам, противодействием потеплению климата должно стать снижение выбросов парниковых газов в атмосферу. Наличие многих неопределенностей относительно причин современных изменений климата не помешало принятию таких решений. Киотский протокол – это, скорее, решение экономико-политических, а не климатических проблем, поскольку реализация Киотского протокола приведет к незначительному температурному эффекту в пределах естественной изменчивости температуры (0,1–0,2 °C).
   Наиболее существенными факторами техногенного воздействия на климат, связанными в основном с развитием энергетики, промышленности, сельского хозяйства и других отраслей, являются следующие:
   ✓ изменение газового состава атмосферы вследствие выбросов в нее продуктов сжигания органического топлива – углекислого газа, окислов азота, фреонов, метана, озона и др.;
   ✓ изменение аэрозольного состава атмосферы вследствие поступления в нее сажи, продуктов сгорания в виде соединений серы, других частиц, в результате воздействия на почву и т. д.;
   ✓ поступление в атмосферу либо в воды суши и океана непосредственно тепловой энергии – тепловых выбросов;
   ✓ изменение структуры (альбедо и свойств шероховатости) подстилающей поверхности.
   Наибольшее значение имеет первая из указанных причин техногенного изменения климата. Особенно важен рост содержания в атмосфере за счет техногенной деятельности следующих парниковых газов: водяного пара, двуокиси углерода (СО -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

), метана (СН -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

), оксида азота (N -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

0) и фреонов.
   Ежегодно в атмосферу выбрасывается около 60 млн т твердых частиц, которые способствуют образованию смога и затрудняют видимость в атмосфере. Диоксид серы и оксиды азота служат главным источником образования кислотных осадков. Большое воздействие на газовый состав атмосферы оказывает увеличение концентрации оксида углерода (на 1 % в год) и метана (на 0,5 % в год). Почти 2/3 всех мировых выбросов этих загрязнителей приходится на экономически развитые страны Запада и США.
   Еще более опасный и масштабный эффект экологического кризиса связан с воздействием на нижние слои атмосферы так называемых парниковых газов, и прежде всего диоксида углерода и метана. Диоксид углерода поступает в атмосферу как в результате разрушения биоты человеком, при котором она распадается на воду и углекислый газ (1/3 всех поступлений), так и вследствие сгорания минерального топлива (2/3). Уничтожение лесов также действует как источник СО -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

.
   Регулярные наблюдения за содержанием диоксида углерода проводятся с середины XIX в. В конце XIX в. его содержание в атмосфере составляло 0,029 % от общего объема атмосферы. В течение последних ста лет за счет сжигания топлива в атмосферу добавилось свыше 400 млрд т этого вещества. Лесные и степные пожары, вызванные человеком, также увеличили содержание диоксида углерода. Кроме процессов горения источником увеличения концентрации диоксида углерода в атмосфере служит постепенное уменьшение органического вещества в биосфере – уничтожение наземной фитомассы и гумуса почв. По масштабам продуцируемого диоксида углерода сведение лесов и сжигание топлива примерно равны. К концу XX в. поступление диоксида углерода в атмосферу стало превышать его потребление растениями. В результате за последнее столетие его концентрация увеличилась на 15 % и в среднем составляет 0,032– 0,033 % (в городах – 0,034 %). Концентрация СО -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

в атмосфере, по данным конференции в Рио-де-Жанейро, на 2000 г. составляла 0,038 % (табл. 13).

   Таблица 13
   Концентрация парниковых газов в атмосфере, т (Изменение климата, 2003) [3 - Изменения климата ЮНЕП РКИКООН, Россия, 2003.]

   Повышение концентрации диоксида углерода в атмосфере усиливает тепличный эффект, суть которого заключается в том, что молекулы диоксида углерода не задерживают короткие волны солнечного спектра. Они проникают сквозь атмосферу к поверхности Земли, нагревая ее. В свою очередь, углекислый газ препятствует уменьшению радиационного фона, излучаемого Землей в составе длинноволновой части спектра. Чем выше концентрация этого газа в атмосфере, тем меньше тепла излучает Земля в Космос, тем выше средняя температура воздуха у земной поверхности. Такое глобальное изменение климатических условий в географической науке называется парниковым (оранжерейным) эффектом. При удвоении значений концентрации углерода, в отсутствие каких-либо других изменений, увеличение средней глобальной температуры земной поверхности составит 1,5–4,5 °C, что вызовет таяние ледников и полярных льдов, поднимет уровень Мирового океана, создаст угрозу для сотен миллионов жителей прибрежных районов и полностью затопит некоторые острова, обусловит развитие и других негативных процессов, прежде всего – опустынивания земель. По подсчетам ученых, средняя температура Земли к 2000 г. составила 15,5 °C (в 1970 г. – 14,9 °C), наибольший рост температуры отмечен в северной части Тихого океана (0,75 °C за 100 лет) и в Северной Америке (0,57 °C за 100 лет). На последней Конференции ООН по изменению климата (Варшава, 2013 г.) было принято решение о заключении универсального климатического соглашения в 2015 г. в Перу и выработке стратегии по сокращению выбросов от сжигания топлива, сведения лесов, по предотвращению потерь и ущерба, оказанию помощи развивающимся странам, так как выбросы парниковых газов от обезлесения и деградации лесов составляют около 1/5 всех производимых человечеством выбросов.
   В настоящее время имеются серьезные основания полагать, что определенный вклад в изменчивость метеорологических характеристик вносят и внешние факторы. Роль изменчивости солнечного излучения и других внешних факторов (вулканическая деятельность, изменение газового состава атмосферы) как причин развития физических, химических и биологических процессов в последние годы существенно уточнена. Однако сложность протекающих в оболочках Земли процессов, неполнота сведений о физических факторах, определяющих изменения в ландшафтных оболочках Земли, а также неоднозначность интерпретации результатов наблюдений пока позволили только приблизиться к установлению закономерностей изменчивости метеорологических характеристик в связи с вариациями внешних факторов.
   Пути решения этой проблемы различны. Среди них – физико-математическое моделирование процессов в различных оболочках Земли. Однако простые физические закономерности проявляются в реальных условиях в сложной взаимосвязи, зачастую далеко выходящей за рамки известных теоретических схем. Это обстоятельство позволяет на данном этапе исследований построить не противоречащую экспериментальным фактам схему влияния внешних факторов на погоду и климат.
   Проблема образования «озоновых дыр» (больших участков атмосферы со сниженным содержанием или почти полностью лишенных озона) особенно актуальна для человечества, поскольку за последние двадцать лет наблюдалось заметное снижение концентрации озона в некоторых районах земного шара, особенно Антарктиды и Арктики. Различают два вида дыр: антарктические (или полярные) и мини-дыры в средних широтах.
   В полярных районах Земли весной образуются антарктические «озоновые дыры», продолжающиеся более месяца. Стратосфера северного и южного полушарий в полярных районах различна. Симметричное расположение материка и океана в районе Южного полюса позволило создать достаточно надежную модель поведения антарктической «озоновой дыры». В северном полушарии из-за наличия океана в центре полярной зоны и значительного влияния крупных материков, а также существования мощных меридиональных морских течений весенняя озоновая аномалия меньше по размерам, она мигрирует внутри полярного стратосферного вихря и наиболее часто «гостит» в районе Скандинавии, периодически «посещая» и Беларусь. Попытки просчитать динамику озоновых аномалий в северном полушарии пока успехом не увенчались. Однако основной механизм разрушения озона определен: хлор, «зимующий» на поверхности кристалликов льда и освобожденный весенними солнечными лучами, «выгрызает» дыру в полярном стратосферном озоне. Понижение температуры полярной стратосферы в последние годы увеличило количество накопленного за зиму галогена, и в марте 2011 г. впервые за всю историю наблюдений была зарегистрирована полноценная озоновая дыра над Северным полюсом. Как обычно, в начале апреля она сместилась на Скандинавию и «рассосалась», зацепив краем Беларусь, она же явилась рекордной по своей глубине и продолжительности.
   В средних широтах в отличие от полярных аномалий причиной возникновения мини-дыр, меньших по размерам и исчезающих через несколько суток, являются динамические процессы (воздушные вихри нагоняют озон в одни области, опустошая другие). Фотохимические процессы связаны с динамическими через локальную температуру и концентрацию озона, поэтому «озоновые дыры» некоторое время сами себя поддерживают. Вклад химии в разрушение озона в мини-дырах, согласно расчетам, составляет от 15 до 35 %. Над Беларусью мини-дыры появляются дважды в течение года – в периоды перестройки стратосферы (март – май и октябрь – ноябрь). В последние годы количество и глубина мини-дыр возрастает, несмотря на общее восстановление озона.
   Одной из причин неустойчивости границ «озоновых дыр» является сезонная смена атмосферной циркуляции, которая вызвана перемешиванием воздушных масс, ростом и спадом формирования ледяных кристалликов в стратосфере и другими природными факторами. Восходящие воздушные потоки в общем случае приведут к уменьшению озона за счет попадания озона в зоны, подверженные более жесткому УФ-излучению, где его разрушение будет доминировать, а нисходящие потоки, наоборот, приведут к накоплению озона в атмосфере. В экваториальной зоне атмосферный газ нагревается и поднимается вверх, а затем вследствие разницы в нагреве между полюсом и экватором перетекает к полюсам, где, охлаждаясь, оседает. За счет этого в экваториальной зоне содержание озона оказывается пониженным, при том что максимум его концентрации расположен высоко. В полярных областях наблюдается увеличение содержания озона при довольно низко расположенном максимуме. Поскольку разным географическим зонам соответствует различное содержание озона, а в нижних слоях стратосферы и в тропосфере озон при определенных условиях может переноситься вместе с воздушной массой как пассивная примесь, то его концентрации отличаются очень большой изменчивостью, особенно в средних широтах.
   Изменение содержания озона связано также с влиянием квазидвухлетнего колебания, характеризующегося сменой восточных и западных ветров в стратосфере экваториальных широт с периодичностью 24–30 месяцев. При западных экваториальных ветрах общее содержание озона уменьшается примерно на 6–8 % в средних широтах.
   Изменение солнечной активности также оказывает влияние на изменение содержания озона. Однако это воздействие невелико. В частности, 11-летний цикл солнечной активности приводит к изменениям общего содержания озона на 1–2 %.
   Обнаружено также понижение содержания озона в результате вулканической деятельности. Извержение вулкана Пинатубо в 1991 г. привело к снижению концентрации озона в 1992–1994 гг. за счет увеличения в 30–40 раз площади поверхности аэрозольных частиц в нижней стратосфере.
   Формирование озона в атмосфере под действием ультрафиолетового облучения и его разрушение во взаимодействии с различными атмосферными примесями идут постоянно. В результате нарушается динамическое равновесие между синтезом и распадом озона. Его концентрация периодически меняется от 0,5 до 6 % от среднего уровня. Выше приведены естественные причины колебания содержания озона. Произошедшее за предыдущее столетие снижение содержания озона на 5 % связано с загрязнением атмосферного воздуха выбросами промышленности, транспорта, запусками искусственных спутников Земли.
   Техногенная гипотеза связывает образование «озоновой дыры» с увеличением содержания в атмосфере искусственных химических соединений – хлорфторуглеродов (ХФУ-веществ, фреонов). Поступают они из аэрозольных упаковок, бытовых холодильников, рефрижераторов, выбросов химических заводов. Эти соединения поднимаются вверх, при их разложении образуется свободный хлор, разрушающий озон. Дополнительный вклад в разрушение озона вносят и окислы азота, количество которых в атмосфере возрастает.
   В 1990-е гг в результате действия Монреальского протокола, регламентирующего выбросы ХФУ в атмосферу (принят в 1987 г), отмечалось сначала замедление, а с конца 1990-х гг и некоторое сокращение концентраций фреонов в стратосфере. Однако вследствие того, что время жизни этих веществ велико (фреона-11 порядка 70 лет), отмечается лишь очень незначительное изменение этих концентраций. Одной из главных технологических задач, решение которой ищут во всех промышленно развитых странах, является замена фреонов на другие хладагенты, не содержащие хлора и вместе с тем не уступающие фреонам по основным физическим свойствам и химической инертности.

12.3. Экологические проблемы гидросферы

   Основная экологическая проблема гидросферы – загрязнение океана. Загрязняющими веществами являются сточные воды, нефть, химические вещества, мусор, радиоактивные отходы. Проблема загрязнения океана привлекла внимание в середине прошлого века. В 1959 г. состоялся посвященный ей первый международный конгресс, но только в конце 1960-х – начале 1970-х гг. пришло понимание истинных масштабов проблемы. Межправительственной океанографической комиссией (МОК) было сформулировано определение понятия «загрязнение моря», под которым понимают непосредственное или косвенное внесение человеком веществ или энергии в морскую среду, влекущее за собой такие неблагоприятные последствия, как нанесение ущерба биологическим ресурсам, опасность для здоровья людей, помехи для морских отраслей хозяйственной деятельности, включая рыболовство.
   Независимо от того, в какую среду были сброшены загрязняющие вещества первоначально, океаны представляют собой зону их аккумуляции («конечный пункт») и превращений. Общий глобальный объем сточных вод в конце XX – начале XIX в. достиг 1800 км -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

. Эта цифра может показаться не такой уж большой, но необходимо учитывать, что для разбавления загрязненных сточных вод до приемлемого к употреблению уровня на единицу объема требуется от 10 до 100 (иногда до 200) единиц чистой воды. В результате использование водных ресурсов для разбавления и очищения сточных вод стало самой крупной статьей их расходования. В первую очередь это относится к Азии, Северной Америке и Европе, на долю которых приходится более 90 % всего мирового сброса сточных вод.
   Нефтяное загрязнение отрицательно сказывается прежде всего на состоянии морской и воздушной среды, поскольку нефтяная пленка ограничивает газо-, тепло– и влагообмен между ними (рис. 42). Ежегодно в Мировой океан попадает примерно 3–5 млн т нефти и нефтепродуктов: природные источники – 250 тыс. т; танкерные операции и аварии – 700 тыс. т + 400 тыс. т; другие виды транспорта – 400 тыс. т; бытовые отходы – 700 тыс. т; промышленные отходы – 300 тыс. т; утечка – 200 тыс. т; из атмосферы – 300 тыс. т. Нефть отрицательно воздействует на все группы морских организмов, особенно живущих у поверхностной пленки воды. Нефтяные углеводороды концентрируются в поверхностном слое воды (до 1 мм). По всей акватории Мирового океана в этом слое содержится 2 млн т нефти. Особенно загрязнены нефтью тропические и субтропические широты в Атлантическом океане. В Саргассовом море концентрация углеводородов достигает 180 мг/м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

. В Тихом океане покрыты нефтяной пленкой большие площади в Южно-Китайском и Желтом морях. Нефтяная пленка разливается слоем толщиной в 1 молекулу, поэтому 1 кг нефти разливается на площади в 1 га (планктон погибает при концентрации нефти более 1 мг/л воды).

   Рис. 42. Распространение нефтяного загрязнения в Мировом океане и его состояние (Современные глобальные изменения природной среды, 2006):1 — кризисное; 2 – критическое; 3 — неустановленное

   К основным закономерностям распределения загрязняющих веществ в Мировом океане можно отнести следующие:
   ✓ накопление загрязняющих веществ в прибрежных районах, во фронтальных зонах, эстуариях, пограничных зонах «океан – атмосфера», «океан – суша», «вода – донные отложения»;
   ✓ перенос загрязняющих веществ течениями на большие расстояния в открытые районы океана, а также в придонные слои и накопление в донных осадках;
   ✓ накопление загрязняющих веществ в морских организмах, взвешенном веществе.
   Общие черты загрязнения морской среды включают глобальное распространение различных техногенных веществ, концентрацию их на границах раздела водных масс с атмосферой, дном, берегом, увеличение их содержания по мере продвижения от пелагиали океана к прибрежным водам и внутренним морям, повышенный уровень загрязнения в северном полушарии по сравнению с южным. Основная часть антропогенной нагрузки приходится на морские прибрежные акватории, шельфовую зону и прилегающую к ним полосу суши, и экологические нарушения в этих наиболее продуктивных районах принимают практически повсеместный характер.
   Глобальный характер носит проблема обеспеченности человечества чистой питьевой водой. Около 1,3 млрд человек пользуются в быту только загрязненной водой, что служит причиной многих эпидемических заболеваний. Обеспеченность водными ресурсами на душу населения снизилась с 11 тыс. м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

/год (1970-е гг.) до 6,5 тыс. м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

/год (конец XX в.). Неравномерность распределения населения и водных ресурсов по земному шару приводит к тому, что в некоторых странах ежегодная обеспеченность населения ресурсами пресной воды снижается до 1000–2000 м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

/год (страны Южной Африки) или повышается до 100 тыс. м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

/год (Новая Зеландия). В таких обильных водой и малонаселенных районах, как Аляска, обеспеченность водными ресурсами на душу населения превышает 2 млн м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

/год (табл. 14).

   Таблица 14
   Современная обеспеченность водными ресурсами частей света (Джамалов, 2010)

* Без Антарктиды, Гренландии.

Международное сообщество активно ведет поиск путей эффективной охраны морской среды. В настоящее время существует более 100 конвенций, соглашений, договоров и других правовых актов, которые регулируют различные аспекты, обусловливающие предотвращение загрязнения Мирового океана. В формировании нового международно-правового режима Мирового океана ведущее место занимает Конвенция ООН по морскому праву (1982), включающая комплекс проблем охраны и использования Мирового океана в современных условиях.

12.4. Экологические проблемы биосферы

   Одно из главных последствий экологического кризиса на планете выражается в уменьшении биологического разнообразия. Биологическое разнообразие определено в Конвенции о биологическом разнообразии, принятой в Рио-де-Жанейро на конференции ООН по окружающей среде и развитию (2000), как «вариабельность живущих организмов любого происхождения, включая наземные, морские и другие водные экосистемы и экологические комплексы, частью которых они являются. Оно включает разнообразие внутри вида, между видами и экосистемами. Другими словами, биологическое разнообразие – вариабельность всего живого на Земле». Биологическое разнообразие Земли, по самым скромным подсчетам, оценивается в 10–20 млн видов, и тем не менее урон данной сфере уже достаточно ощутим. Средняя продолжительность существования вида составляет 4 млн лет. Ученые считают, что за год естественным путем исчезают четыре вида, однако за антропогенный период скорость исчезновения видов резко увеличилась: в год исчезают десятки видов. Это происходит из-за разрушения среды обитания растений и животных, чрезмерной эксплуатации сельскохозяйственных ресурсов, загрязнения окружающей среды. Согласно американским источникам, за последние 200 лет на Земле исчезло около 900 тыс. видов растений и животных. Во второй половине XX – начале XXI в. процесс сокращения генофонда резко ускорился. В Международную Красную книгу включено 236 видов млекопитающих, 287 видов птиц, 119 видов пресмыкающихся, 36 видов земноводных.
   Важной составляющей живого вещества является лесной покров. Леса являются основным аккумулятором биомассы (органики) на суше, в них содержится более 80 % биомассы Земли. Процесс обезлесения выражается в сокращении площади под естественной растительностью, прежде всего лесной, и приводит к аридизации климата, эрозии почв, опустыниванию. Сведены или заменены искусственными насаждениями 80 % лесов, когда-то покрывавших сушу. В начале XXI в. леса занимают на суше земного шара 3690 млн га, или 27 % общей площади (FAOSTAT, 2003). Ежегодно вырубается 13 млн га леса. Наиболее существенная причина обезлесения, затронувшего многие районы лесных массивов в развивающихся странах, – это их расчистка под пашню или неумеренный выпас домашнего скота. Вторая причина – добыча топливной древесины; на нее приходится до трети всех потерь лесных ресурсов. Ежегодно в мире сжигается до 1,6 млрд м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

древесины, а потребность в дровяном топливе оценивается в 2,4–2,6 млрд м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

. Леса активно вырубаются в Африке, Латинской Америке, Азиатско-Тихоокеанском регионе. Только за период с 1990 по 1995 г. мировая лесная площадь сократилась на 65 млн га, в то время как в Европе и Северной Америке лесопосадки не только компенсируют потери, но и увеличивают их лесную площадь (за этот же период – на 9 млн га). Самые крупные по масштабу лесоразработки отмечаются в Латинской Америке, где в Амазонии за 1980—1990-е гг. исчезло 62 млн га (6 % лесной площади), а в последующие 5 лет – еще 29 млн га. За этот же период в Африке леса сократились на 18 млн га, в Азии – на 17 млн га. Между тем именно эти леса называют «легкими планеты», поскольку с ними связано поступление кислорода в атмосферу, в них сосредоточено более половины всех видов флоры и фауны, представленных на Земле. Изменение лесных площадей в период с 2000 по 2005 г. показано в табл. 15.

   Таблица 15
   Изменение лесных площадей, 2000–2005 гг.(Рациональное природопользование, 2010)

   Деградация земельных (почвенных) ресурсов в результате расширения земледелия и животноводства происходила на протяжении всей истории человечества. Мощным толчком для объединения усилий мирового сообщества по предотвращению угрозы деградации земельных ресурсов, подрывающей систему обеспечения продовольствием, стала длительная засуха в Сахаре в 1968–1973 гг. По инициативе ЮНЕП в 1977 г. в Найроби была созвана конференция ООН по борьбе с опустыниванием, на которой принято определение опустынивания «как уменьшения или уничтожения биологического потенциала земли, которые в конечном счете могут привести к возникновению условий, аналогичных естественной пустыни». В результате нерационального землепользования человечество за исторический период своего существования уже потеряло 2 млрд га продуктивных земель, что значительно превышает всю современную площадь пашни. В настоящее время в результате процессов деградации почвы ежегодно из мирового сельскохозяйственного оборота выбывает 6–7 млн га плодородных земель, которые превращаются в пустоши. В целом процесс деградации почв особенно интенсивно протекает на засушливых землях, которые в совокупности занимают 6,1 млрд га, и в наибольшей мере характерны для Азии и Африки. В пределах засушливых земель находятся и главные районы опустынивания, где перевыпас скота, сведение лесов и нерациональное орошаемое земледелие достигли самого высокого уровня. По имеющимся оценкам, общая площадь опустынивания аридных земель в мире достигает в наши дни 4,7 млрд га. В том числе территория, на которой происходит антропогенное опустынивание, оценивается в 900 млн га, к тому же она ежегодно увеличивается на 6 млн га. Наиболее подвержены опустыниванию пастбищные земли. В Африке, Азии, Северной и Южной Америке, Австралии и Европе опустынивание затронуло уже 70–80 % всех пастбищ, расположенных в засушливых районах. На втором месте стоят неорошаемые обрабатываемые земли (особенно в Азии, Африке и Европе), на третьем – орошаемые земли (особенно в Азии) (рис. 43).
   В табл. 16 приведены результаты исследования степени нарушенности экосистем хозяйственной деятельностью людей.
   В наибольшей степени ландшафты разрушены в развитых странах, а также в районах древнего земледелия и в развивающихся странах – это Европа (без России), часть Северной Америки, Юго-Восточная Азия, Индостан. В этих регионах только на 1—10 % территории сохранились естественные ландшафты. Они заменены в основном сельхозугодьями, поселениями, инфраструктурой, вторичными лесами.
   По прогнозу ООН, население мира в 2050 г. составит около 9 млрд человек. Тогда площадь под зерновыми культурами на душу населения уменьшится до нескольких сот гектаров, что является критической величиной, компенсировать которую дальнейшим повышением плодородия почв будет очень трудно.

   Рис. 43. Растущее опустынивание Земли (Современные глобальные изменения природной среды, 2006): 1 — слабое; 2 – опасное; 3 — очень опасное; 4 — существующие пустыни

   Таблица 16
   Площади с нарушенными в разной степени естественными экосистемами на континентах Земли (Современные глобальные изменения природной среды, 2006)

   *Без учета ледяных, скальных и оголенных поверхностей.

   Важную роль в поддержании глобального экологического равновесия и сохранении генофонда биосферы на земном шаре играют охраняемые природные территории (ОПТ). Основной целью их создания является сохранение биологического и ландшафтного разнообразия, сохранение и восстановление природных комплексов и объектов, их рациональное использование, предотвращение загрязнения, деградации, повреждения, истощения, разрушения и иного вредного воздействия хозяйственной деятельности.
   Охраняемые природные территории – это природные комплексы и объекты, исключенные полностью или частично из хозяйственного пользования в целях их сохранения, а также из-за особой научной, учебно-просветительной, эстетической, исторической и рекреационной ценности. В соответствии с законодательством Республики Беларусь выделяют особо охраняемые природные территории (ООПТ).
   Каждая страна имеет собственную систему ОПТ, поэтому национальные категории зачастую отличаются названиями, целями создания, методами управления. Вопросами разработки методических материалов, критериев выделения и управления, кадастром ОПТ занимаются Всемирная комиссия по охраняемым территориям (WCPA) Международного союза охраны природы (IUCN, или МСОП) и Всемирный центр мониторинга охраны природы (WCMC).
   Современная классификация Всемирной комиссии по охраняемым территориям МСОП природно-заповедных территорий имеет следующий вид:
   1. Строго охраняемые: строгие природные резерваты; участки дикой природы.
   2. Созданные для сохранения экосистем и рекреации (национальные парки).
   3. Созданные для сохранения уникальных природных объектов (памятники природы).
   4. Созданные для охраны местообитаний видов посредством активного управления (участки активного управления).
   5. Созданные для сохранения ландшафтов (морских акваторий) и рекреации (охраняемые ландшафты, участки моря).
   6. Созданные для устойчивого использования природных экосистем (участки устойчивого природопользования).
   На территории Республики Беларусь в соответствии с законодательством установлены следующие категории ООПТ: заповедник, национальный парк, заказник, памятник природы.
   Заповедник – особо охраняемая природная территория, объявленная в целях сохранения эталонных и иных ценных природных комплексов и объектов, изучения животного и растительного мира, естественных экологических систем и ландшафтов, создания условий для обеспечения естественного течения природных процессов.
   Биосферный заповедник – это охраняемая территория с эталонными ландшафтами и типичными представителями растительного и животного мира данной природной зоны. Задачей биосферного заповедника является сохранение природных ландшафтов и генофонда данной природной зоны, изучение и мониторинг природной среды в нем и на примыкающих к нему территориях. Для организации биосферных заповедников используются, как правило, территории заповедников, национальных парков и других охраняемых территорий.
   Национальный парк – особо охраняемая природная территория, объявленная в целях восстановления и (или) сохранения уникальных, эталонных и иных ценных природных комплексов и объектов, их использования в процессе природоохранной, научной, просветительной, туристской, рекреационной и оздоровительной деятельности. Эти территории сочетают в себе задачи охраны природы и строго контролируемого рекреационного использования.
   Заказник – особо охраняемая природная территория, объявленная в целях восстановления, сохранения и (или) воспроизводства природных комплексов и объектов, природных ресурсов одного или нескольких видов с ограничением использования других природных ресурсов.
   Памятники природы – это уникальные или типичные ценные в научном, культурном и оздоровительном отношении природные объекты: озера, водопады, поймы рек, пещеры, рощи редких деревьев, участки целинных степей, уникальные деревья, минеральные источники, метеоритные кратеры, редкие геологические отложения, эталонные участки месторождений полезных ископаемых и др.
   В Беларуси общая площадь ООПТ составляет 1615,4 тыс. га, или 7,8 % от общей площади страны, в том числе площадь ООПТ республиканского значения – 1341,5 тыс. га, или 6,4 %.
   На 1 января 2014 г. система ООПТ Республики Беларусь включает 1213 объектов, в том числе 1 заповедник (Березинский биосферный), 4 национальных парка (Беловежская пуща, Припятский парк, Нарочанский парк и Браславские озера), 85 заказников республиканского значения (31 ландшафтный, 38 биологических, 16 гидрологических), 249 заказников местного значения, 306 памятников природы республиканского и 568 – местного значения. В настоящее время ведется целенаправленная работа по оптимизации системы ООПТ для увеличения к 2020 г. их площади (не менее 8,3 % территории страны).
   Основной целью сохранения биоразнообразия является рациональное использование, воспроизводство и охрана ресурсов животного и растительного мира, их генетического и биологического разнообразия и восстановление естественных экосистем при поддержании воспроизводящих возможностей биосферы, регионального и глобального экологического равновесия. С этой целью создана и успешно функционирует Национальная система мониторинга окружающей среды Республики Беларусь (НСМОС), которая включает в себя 11 видов мониторинга. Действующая в стране НСМОС обеспечивает сбор, обобщение и анализ информации о состоянии животного и растительного мира и компонентах окружающей среды и является действенным инструментом для принятия управленческих решений по вопросам сохранения и устойчивого использования биологического разнообразия.
   Целям охраны редких исчезающих видов животных и растений служит Красная книга Республики Беларусь, в которую включено 104 вида позвоночных и 98 видов беспозвоночных животных, 189 видов высших растений и 114 видов низших растений и грибов.
   Биологическое разнообразие Беларуси имеет не только большое национальное, но и международное значение, поскольку обеспечивает поддержание глобального экологического равновесия и сохранение генофонда биосферы. Природные условия Беларуси способствуют формированию и сохранению на ее территории значительного числа редких природных экосистем, видов животных и растений, исчезнувших или находящихся под угрозой исчезновения в Европе. В связи с этим ведется работа, направленная на интеграцию национальной системы природоохранных территорий в общеевропейскую систему, созданы и в стадии формирования находятся трансграничные ООПТ с сопредельными странами. Так, биосферный резерват «Прибужское Полесье» вошел в трехсторонний биосферный резерват «Западное Полесье» (Беларусь – Польша – Украина), в стадии завершения находится создание трансграничной ООПТ на базе Национального парка «Браславские озера» и регионального парка «Аушдаугава» (Латвия). Совместно с Украиной объявлена трансграничная Рамсарская территория «Постырь – Припять-Стоход», с Литвой – «Котра – Чяпкяляй». В рамках Совместной программы Совета Европы и Европейского союза по реализации «Изумрудной сети» в стране осуществляется формирование сети ООПТ международного значения, важных для сохранения биологического и ландшафтного разнообразия в Европейском регионе.
   Страна присоединилась ко всем основным международным конвенциям в области охраны биоразнообразия:
   ✓ Конвенция о биологическом разнообразии (Рио-де-Жанейро, 1992 г.);
   ✓ Конвенция по международной торговле видами дикой фауны и флоры, находящимися под угрозой исчезновения (Вашингтон, 1973 г.);
   ✓ Конвенция о защите мирового и культурного наследия (Париж, 1972 г.);
   ✓ Конвенция о водно-болотных угодьях, имеющих международное значение главным образом в качестве местообитаний водоплавающих видов птиц (Рамсар, 1971 г.).

12.5. Экологические проблемы литосферы

   В современную эпоху колоссальных созидательных и разрушительных возможностей общества насущной необходимостью становятся знания о взаимодействии человечества с литосферой – не только источником ресурсов, но и вещественно-морфологическим фундаментом жизнедеятельности людей. Активная производственная деятельность человека непосредственно связана с верхней частью литосферы, характеризующейся, прежде всего, свойствами горных пород. Как известно, подземное строительство (тоннели, метрополитен, АЭС и т. п.) осуществляют на глубинах до 100 м и более, максимальная глубина карьеров достигает 1 км, шахт – 4 км, эксплуатируемых скважин – 7 км, промышленных подземных ядерных взрывов – 2,4 км.
   Техногенные воздействия на рельеф и недра в ходе разработки месторождений и разного рода строительства уже могут быть сопоставимы с мощными тектоническими процессами, вызывающими изменения состава земной коры вплоть до кардинального преобразования геологической структуры.
   Основные техногенные воздействия на литосферу проявляются в виде открытых (карьеры, разрезы), подземных (шахты, штольни), скважинных разработок полезных ископаемых. Они приводят к различным локальным и региональным изменениям литосферного пространства. Например, возникают трансформации физико-механических свойств горных пород (разуплотнения, сдвижения, обрушения, уплотнения, изменения температуры), мульды проседания земной поверхности, техногенные отложения (отвалы, терриконы). Крупные карьеры на Урале, в Казахстане, Сибири, в европейской части России имеют глубины более 150–200 м. Максимальная глубина карьера на горе Благодать (Урал) – 800 м, карьеры по добыче алмазов в Якутии достигают глубины 400 м, их диаметр на поверхности доходит до 2 м. Длина карьеров различна – от сотен метров до 8 км, а ширина достигает 4 км. Например, размеры Железногорского карьера (Курская магнитная аномалия) на поверхности составляют 2 3,6 км при глубине более 100 м. Площадь отдельных карьерных полей достигает 30 км -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

.
   Кроме того, вышеуказанные процессы приводят к возрастающей нестабильности литосферы, провоцируя землетрясения. Землетрясения, спровоцированные техногенной деятельностью, называют «наведенными». 10 мая 1978 г. сейсмическая станция «Минск» впервые зарегистрировала землетрясение с предполагаемым эпицентром в районе г. Солигорска, которое сопровождалось обвалами горных пород в шахтах Старобинского месторождения калийных солей (интенсивность до 5 баллов). Аналогичное событие произошло 1 декабря 1983 г. (эпицентр землетрясения находился на расстоянии 40 км к северо-востоку от Солигорска). Созданные человеком водохранилища также усиливают землетрясения, а сами водохранилища в случае мгновенного разрушения плотины представляют собой угрозу для располагающихся ниже по рельефу людей и строений.
   Мировой объем ежегодно перемещаемых горных пород в результате производственной деятельности оценивают в 10 тыс. км -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, т. е. масса их составляет не менее 20 трлн т. При этом около 98 % добываемых в литосфере материалов уходят в отвалы, и лишь 2 % непосредственно используют в производстве продукции.
   Широко распространены оседания поверхности литосферы в связи с водопонижением. Известны максимальные опускания поверхности литосферы в результате отбора подземных вод: в Мехико – до 9 км, Токио – до 7, Амагасаки – до 3,1, Осаке – до 2,2, Техасе – до 1,2, Москве – до 0,35, Лондоне – до 0,3 км.
   Вследствие образования больших котлованов, карьеров, карьерных полей, взрывообразного роста городов возникает геотехноморфогенная изостазия, т. е. изменение равновесного состояния земной коры в результате техногенного изъятия или привнесения значительных масс вещества. Например, инструментально установлена московская городская «чаша оседания» (до 1 м и более), сформировавшаяся под влиянием массы зданий и других сооружений и обрамленная кольцевой зоной шириной 10–30 км компенсационных поднятий.
   Для Хибин установлено, что после того, как масса изъятия горной породы превысила 200 млн т, возросли темпы поднятий поверхности литосферы. Всего в Хибинах уже извлечено 1360 млн т руды. Вероятны проявления такого рода поднятия поверхности литосферы в Канско-Ачинском и Печорском буроугольных бассейнах.
   Известны факты усиления сейсмической активности после строительства крупных водохранилищ в Евразии и Северной Америке. Вследствие сжигания горючих минеральных ископаемых из литосферы в атмосферу поступает около 6 млрд т углерода в год. Роль мировой хозяйственной деятельности человека в сносе твердого материала с суши в океан оценивают в 60 % от общей величины денудации – совокупности процессов сноса и переноса (водой, ветром, льдом, непосредственным проявлением силы тяжести) продуктов разрушения горных пород. Данные С.П. Горшкова показывают главное глобальное изменение этого процесса за последнее столетие: антропогенная денудация в объеме 30,9 млрд т/год превысила природную составляющую 23,65 млрд т/год, и последняя отныне составляет 2/3 антропогенной. Это говорит о том, что человек уже стал геологической силой планетарного масштаба.
   Хозяйственная деятельность людей может вызывать трансформацию режима эндогенной активности недр, способствовать возникновению крупномасштабных гравитационных аномалий. Широкое распространение получила породопреобразующая деятельность человека, существенно превышающая многие природные литогенные процессы образования осадочных горных пород. Ежегодное мировое накопление грунтов в отвалах, достигающее 200 млрд т, в несколько раз превышает объем всего твердого материала, перемещаемого глобальной денудацией с поверхности суши в море.
   Антропогенное изменение литосферы не ограничивается прямым воздействием, поскольку изменяются все компоненты географической оболочки, находящиеся в тесной связи, рельеф литосферы испытывает многочисленные косвенные воздействия. Важное место занимает изменение климата, в частности, в результате изменения альбедо поверхности; выброс промышленных отходов в атмосферу стимулирует выпадение кислотных дождей и повышает агрессивность атмосферных осадков по отношению к горным породам.

Словарь специальных терминов

   Абиссаль – зона глубин ложа океана, от 3700 до 6000 м, характеризующаяся слабой подвижностью воды, постоянными температурами ниже 0 °C, отсутствием солнечного света и специфическим животным миром.
   Абсолютная влажность – масса воды в единице объема влажного воздуха.
   Абсолютная высота – расстояние по вертикали от среднего уровня поверхности океана до данной точки земной поверхности.
   Австралийская депрессия – сезонная область пониженного атмосферного давления над Северной Австралией, Новой Гвинеей и островами Малайского архипелага, обусловленная сильным летним прогревом суши.
   Азиатская депрессия (Южно-Азиатская депрессия) – сезонная область пониженного атмосферного давления над Южной, Западной и отчасти Центральной Азией с центром над Иранским нагорьем, обусловлена сильным летним прогреванием материка.
   Азиатский антициклон (Сибирский антициклон) – сезонная область высокого атмосферного давления над Сибирью, Средней и Центральной Азией. Проявляется главным образом зимой, образуется в результате сильного охлаждения материка. Значение атмосферного давления в отдельных случаях превышает 1070 гПа, достигая максимальных значений на земном шаре.
   Азональность – изменение компонентов и комплексов, связанное с проявлением эндогенных процессов. Причина азональности – неоднородность земной поверхности, наличие материков и океанов, гор и равнин на материках, своеобразие местных факторов: состав горных пород, рельеф, условия увлажнения и др. Существует две основные формы проявления азональности – секторность географических поясов и высотная поясность.
   Азональные почвы – почвы со слабовыраженными или невыраженными чертами зонального почвообразования, часто представляющие собой переходные образования между почвами и горными породами, сохраняющие свои свойства в разных природных зонах (например, почвы каменистых склонов, почвы речных пойм, эоловые отложения, молодые вулканические почвы).
   Азорский антициклон – постоянная субтропическая область высокого атмосферного давления над Атлантическим океаном с центром близ Азорских островов. Проявляется в течение всего года, особенно хорошо выражена летом.
   Аккумуляция (от лат. accumulatio – собирание, накопление) – совокупность процессов накопления рыхлого минерального материала и органических остатков в понижениях рельефа на поверхности суши и на дне водоемов. Бывает морская, озерная, речная, ветровая, биогенная, антропогенная.
   Алеутская депрессия – постоянная область низкого атмосферного давления над северной частью Тихого океана с центром близ Алеутских островов. Наиболее ярко проявляется зимой.
   Аллювий (от лат. alluvio – нанос, намыв) – отложения русловых водных потоков (рек, ручьев), слагающие поймы и террасы речных долин.
   Альбедо – отношение величины отраженной от Земли солнечной радиации к общему количеству радиации, падающей на данную поверхность, выраженное в процентах. Альбедо характеризует отражательную способность поверхности и зависит от ее цвета, влажности и других свойств. Наибольшей отражательной способностью обладает свежевыпавший снег – до 90 %, альбедо песков – 30–35 %, травы – 20, лиственного леса – 16–27, хвойного – 6—19 %; сухой чернозем имеет альбедо 14 %, влажный – 8 %. Альбедо Земли как планеты принимают равным 35 %.
   Альпийская складчатость – совокупность процессов складчатости, горообразования и гранитизации, происходивших в течение кайнозойской эры и сыгравших главную роль в формировании молодых складчатых горных сооружений (Альпы, Карпаты, Кавказ и др.).
   Альпийские луга – низкотравные луга, распространенные в горах выше субальпийского пояса.
   Антарктический антициклон – область высокого атмосферного давления с центром над Антарктидой, проявляется в течение всего года. Его существование обусловлено низкой температурой ледового щита материка.
   Антарктических пустынь зона – самая южная природная зона суши в пределах антарктического пояса. Охватывает Антарктиду и прилегающие острова, представляет собой ледяные пустыни с участками каменистых пустынь.
   Антеклиза (от греч. anti – против, klisis – наклонение) – обширное пологое поднятие слоев земной коры в пределах платформ (плит); имеет неправильные, часто вытянутые очертания, достигает многих сотен километров в поперечнике. Развивается в течение нескольких геологических периодов, поэтому мощность осадочных слоев в ее пределах уменьшена.
   Антиклиналь – складка слоев горных пород, обращенная выпуклостью вверх, более древние отложения расположены в центральной части.
   Антипассат – воздушный поток с преимущественно западной составляющей, который иногда возникает над пассатами в субтропических широтах обоих полушарий.
   Антициклон – область повышенного атмосферного давления в тропосфере с максимальным давлением в центре и барическим градиентом, направленным от центра к периферии по часовой стрелке в СП и против часовой – в ЮП.
   Аридный климат – климат областей с недостаточным атмосферным увлажнением и высокими температурами воздуха, испытывающими большие суточные колебания. Величина возможной испаряемости сильно превышает годовую сумму осадков. В условиях аридного климата активно протекают процессы физического выветривания, широко распространены эоловые формы рельефа, преобладают ландшафты пустынь и полупустынь.
   Аридный рельеф – тип рельефа, формирующийся под влиянием эоловой деятельности, выветривания, плоскостного смыва, эрозии временных водотоков, характерен для пустынь, полупустынь и сухих степей.
   Арктический антициклон – область повышенного атмосферного давления над сибирским, канадским, гренландским секторами Арктики, обусловленная очень низкими температурами воздуха большую часть года.
   Арктический пояс – самый северный географический пояс Земли, включающий большую часть Арктики (его границу проводят по изотерме +5 °C самого теплого месяца).
   Арктических пустынь зона – природная зона арктического пояса, включающая острова и северные окраины материков. Характерны многочисленные ледники, многолетнемерзлые породы и скудная травянистая растительность.
   Артезианские воды – напорные пластовые подземные воды, ограниченные водоупорными слоями. В условиях избыточного гидростатического давления могут самоизливаться на поверхность, иногда фонтанируют.
   Асимметрия рельефа – явление, свойственное некоторым формам рельефа с сопряжением элементов различной крутизны и протяженности (например, противоположным склонам горных хребтов, куэстам, речным долинам). Может быть обусловлена отклоняющим влиянием вращения Земли, особенностями тектоники, литологии, увлажнения, длительностью воздействия эрозии.
   Астеносфера (греч. asthenes – слабый) – слой пониженной твердости и прочности в верхней мантии Земли. Расположена под континентами на глубине около 100 км, под дном океана – 50 км, нижняя граница – на глубине 250–300 км. Основной источник магмы, в ней располагаются очаги питания вулканов, происходит перемещение литосферных плит.
   Астероиды (от греч. asteroeideis – звездоподобные) – малые тела Солнечной системы, движущиеся по стабильным орбитам вокруг Солнца, в основном в астероидном поясе Солнечной системы между орбитами Марса и Юпитера.
   Астрономическая единица – среднее расстояние от Земли до Солнца (1 а.е. = 149 600 000 км).
   Атмосфера (от греч. atmos – пар, sphaira – шар) – газовая оболочка Земли с содержащимися в ней аэрозольными частицами, движущаяся вместе с Землей в мировом пространстве как единое целое и одновременно принимающая участие в суточном и годовом вращении Земли, подразделяется на концентрические слои.
   Атмосферное давление – давление, оказываемое весом атмосферы на земную поверхность. Средняя величина атмосферного давления над уровнем моря («нормальное давление») близка к 1013 мбар (760 мм рт. ст.): 1013 мбар = 760 мм = 1013 гПа.
   Атмосферные осадки – вода в жидком или твердом состоянии, выпадающая из облаков (дождь, снег, крупа, град) или осаждающаяся непосредственно на земной поверхности и различных предметах в результате конденсации водяного пара из воздуха (роса, изморозь, иней). Количество выпавшей воды в определенном месте за определенное время измеряется толщиной слоя в миллиметрах.
   Атмосферный фронт – поверхность раздела между двумя воздушными массами с разными физическими свойствами.
   Афелий – наиболее удаленная от Солнца точка эллиптической орбиты планеты, кометы или какого-либо другого тела Солнечной системы.
   Базальтовый слой – нижний слой земной коры, расположенный между гранитным слоем и верхней частью мантии Земли. Состоит из сильнометаморфи-зованных пород основного состава, имеет мощность от 5 до 35 км.
   Базис эрозии – уровень поверхности, на котором при стабильных условиях водный поток теряет силу и не может далее углубить свое ложе. Общий базис эрозии – уровень Мирового океана, местные базисы – места впадения водных потоков в главную реку, озеро и т. п.
   Байкальская складчатость – совокупность тектонических процессов, проявившихся в конце протерозоя – начале кембрия и завершивших геосинклинальное развитие обширных площадей преимущественно на севере Восточно-Европейской платформы, юге и западе Сибирской платформы. Аналоги: ассинтская и кадомская складчатости в Западной Европе, бразильская, панафриканская.
   Баланс водный – соотношение прихода, расхода и аккумуляции воды за определенный промежуток времени (год, месяц, декада) для любого водного объекта.
   Барическая ступень – расстояние по вертикали в метрах, соответствующее изменению атмосферного давления в 1 гПа.
   Барическая система – отдельная часть атмосферной циркуляции циклонического масштаба, обычно используемая для обозначения областей высокого (антициклон) или низкого (циклон) давления.
   Барический градиент – изменение атмосферного давления между двумя точками перпендикулярно изобарической линии или поверхности, направленное в сторону убывания давления.
   Барическое поле – пространственное распределение атмосферного давления на уровне моря.
   Батиаль – зона в океане, между сублиторалью и абиссалью, примерно соответствующая материковому склону с глубинами от 200 до 3000 м.
   Бенталь – одно из двух главных подразделений аквального ландшафта, представляющее собой придонную часть морей и озер, где обитает бентос.
   Бентос – совокупность растительных и животных организмов, обитающих на дне и в грунте морских и материковых водоемов, подразделяется на фито-и зообентос.
   Биогеоценоз – пространственно ограниченная природная система функционально взаимосвязанных живых организмов и окружающей их абиотической среды. Характеризуется обменом веществом и энергией.
   Биологический круговорот – природный процесс, при котором питательные вещества от живых организмов переносятся в окружающую среду и возвращаются обратно к организмам через пищевые цепи.
   Биостром – область максимальной концентрации (на границе атмо-, гидро– и литосферы) живого вещества планеты.
   Биосфера (от греч. bios – жизнь, sphaira – шар) – оболочка земного шара на контакте литосферы, приземного слоя атмосферы, гидросферы, в которой сконцентрировано живое вещество планеты.
   Биоценоз – взаимосвязанная совокупность всех живых организмов, населяющих однородный участок суши или водоема. Выделяют сообщества растений (фитоценоз) и животных (зооценоз).
   Болото – участки земной поверхности, избыточно увлажненные пресной или соленой водой, характеризующиеся затрудненным обменом газов, накоплением мертвого растительного вещества, переходящего в дальнейшем в торф.
   Бора – сильный порывистый, большей частью холодный ветер, направленный вниз по склону и дующий с невысоких гор. Характерен для восточного побережья Адриатического и Черного морей.
   Бриз – слабый или умеренный местный ветер на берегах морей и больших озер, который днем дует в сторону суши, а ночью наоборот.
   Бурозем – почва серо-коричневого цвета, формирующаяся под широколиственными, смешанными, реже хвойными лесами умеренного пояса, в условиях достаточно теплого и влажного климата. Распространена на Кавказе, в Крыму, Карпатах, Аппалачах, на юге Чили и в Новой Зеландии.
   Бурые почвы – почвы, формирующиеся в холодных, умеренных и тропических зонах с отсутствием или слабым выщелачиванием глинистых минералов и железа, не содержащие карбонатов по всему профилю или по крайней мере в поверхностном горизонте.
   Вертикальная зональность – последовательная смена ландшафтов в горах, связанная с изменением климата (уменьшением тепла, изменением количества осадков и влажности воздуха) по мере увеличения абсолютной высоты над уровнем моря.
   Вертикальный градиент температуры – величина, характеризующаяся понижением температуры воздуха с ростом высоты, в среднем равна 0,6 °C на 100 м.
   Влагооборот – непрерывная трансформация воды на Земле в газообразной, жидкой и твердой формах; движение или циркуляция воды от земной поверхности к атмосфере и обратно к земной поверхности, происходящие под влиянием солнечной радиации и под действием силы тяжести.
   Влажность воздуха – содержание водяного пара в воздухе.
   Воды грунтовые – воды первого от поверхности Земли постоянно существующего водоносного горизонта, расположенного на первом водоупорном слое.
   Возвышенность – участок земной поверхности, приподнятый над окружающей равнинной территорией на 200–500 м.
   Воздушные массы (ВМ) – крупные объемы воздуха тропосферы и нижней стратосферы, обладающие относительно однородными свойствами и движущиеся как единое целое в одном из потоков ОЦА.
   Возрожденные (эпиплатформенные) горы – горные сооружения, возникшие в результате новейших тектонических движений на месте древних, пенепленизированных горных областей.
   Волнение – сложное колебательное движение поверхностного слоя водоема, вызванное ветром.
   Волны – колебательные движения водной среды, вызванные приливообразующими силами Луны и Солнца, ветром, колебаниями атмосферного давления, подводными землетрясениями, извержениями вулканов, движением судов.
   Вулкан – геологическое образование, возникающее над трещинами и каналами в земной коре, по которым из глубинных магматических очагов на земную поверхность извергаются вулканические продукты: лава, пепел, газы, водяные пары, обломки горных пород и др.
   Вулканизм – совокупность процессов и явлений, связанных с излиянием на поверхность Земли расплавленной и насыщенной газами минеральной массы – магмы.
   Выветривание (гипергенез) – совокупность процессов механического разрушения и химического изменения горных пород и минералов под влиянием колебаний температуры, химического и механического воздействия атмосферы, воды и организмов.
   Высотная поясность – последовательная смена ландшафтов в горах, связанная с изменением климата (уменьшением тепла, изменением количества осадков, влажности воздуха) в зависимости от высоты над уровнем моря.
   Галактика (от греч. galaktikos – млечный) – одна из огромного числа звездных систем во Вселенной, состоящих из звезд, планет и других небесных тел (Земля принадлежит к Галактике, называемой также Млечный путь).
   Гаруа – плотный моросящий туман, оседающий зимой и весной на пустынных побережьях Эквадора, Перу и Чили.
   Гейзер – источник в основном в областях современного вулканизма, периодически выбрасывающий фонтаны горячей воды и пара.
   Географическая оболочка (ГО) – сложная внешняя оболочка Земли, в пределах которой происходят интенсивные взаимодействия минеральной, водной и газовой сред (а после возникновения биосферы – и живого вещества) под воздействием космических явлений, прежде всего солнечной энергии. Оптимальными границами ГО являются верхняя граница тропосферы (тропопауза) и подошва зоны гипергенеза (граница проявления экзогенных процессов), в пределах которых находится основная масса атмосферы, вся гидросфера и верхний слой литосферы с живущими или жившими в них организмами и следами человеческой деятельности.
   Геоид – фигура Земли, образованная уровенной поверхностью, совпадающей с поверхностью Мирового океана (в состоянии покоя и равновесия) и продолженной под материками.
   Геосинклиналь – высокоподвижный, линейно-вытянутый и сильно расчлененный участок земной коры, характеризующийся разнонаправленными тектоническими движениями высокой интенсивности, энергичными явлениями магматизма, включая вулканизм, частыми и сильными землетрясениями. Геологическая структура, возникшая там, где движения имеют геосинклинальный характер, носит название складчатой зоны.
   Геосферы – концентрические сплошные или прерывистые оболочки Земли, различающиеся между собой по химическому составу, агрегатному состоянию и физическим свойствам.
   Геотектуры – самые крупные (планетарные) формы рельефа, образованные космическими (осевое вращение, взаимодействие планет и спутников) и эндогенными процессами. К геотектурам относятся материковые выступы, ложе океана, переходные зоны и срединно-океанические хребты.
   Геохронология – хронологическая последовательность формирования горных пород, слагающих земную кору.
   Герцинская складчатость – совокупность процессов интенсивной складчатости, проявившихся в палеозойских геосинклиналях в конце девона – начале триаса. Герциниды распространены в Западной, Центральной и Южной Европе, Северо-Западной Африке, Северном Кавказе, на Урале, Тянь-Шане, Алтае, в Аппалачах, Андах.
   Гидроморфные почвы – почвы, формирование которых происходит при некотором избыточном увлажнении либо под влиянием близко расположенных грунтовых вод. Преимущественно к ним относятся многие болотные и глеевые почвы; характерно накопление торфянистой массы.
   Гидросфера (от греч. hydor – вода, sphaira – шар) – сплошная оболочка Земли, содержащая воду во всех агрегатных состояниях в пределах Мирового океана, криосферы, литосферы и атмосферы и принимающая непосредственное участие в планетарном круговороте влаги (гидрологическом цикле).
   Гипсографическая кривая – кривая в системе прямоугольных координат, изображающая распространенность на земной поверхности высот (на суше) и глубин (на море).
   Глыбовые (сбросовые) горы – горы, сформированные разнонаправленными движениями блоков земной коры по разломам.
   Горизонтальный барический градиент – изменение атмосферного давления по нормали к изобаре на единицу расстояния (100 км) или на 1° меридиана.
   Горная страна – часть земной поверхности, существенно поднятая над окружающей территорией и образующая горные хребты, цепи, массивы, плато.
   Горно-долинные ветры – ветры местной циркуляции в горных районах, связанные с дневным солнечным нагреванием и ночным охлаждением и поэтому имеющие суточный период: днем вверх по склонам гор и дну долины дует долинный ветер, ночью в обратном направлении дует горный ветер.
   Горные породы – природные агрегаты минералов постоянного минералогического и химического состава, образующие самостоятельные геологические тела, слагающие земную кору.
   Горст – приподнятый и, как правило, вытянутый участок земной коры, ограниченный круто наклоненными разрывами – сбросами.
   Грабен – вытянутый участок земной коры, опущенный относительно окружающих участков по крутым разрывам – сбросам.
   Гравитационное поле Земли – это поле силы тяжести. Сила тяжести – равнодействующая сила между силой притяжения и центробежной силой, возникающей при вращении Земли.
   Гренландский антициклон – область повышенного атмосферного давления над Гренландией, проявляющаяся в течение всего года, обусловленная низкой температурой и значительной высотой ледового щита Гренландии.
   Гумидный климат – климат областей с избыточным увлажнением, когда годовая сумма осадков превышает количество воды, которое за то же время испаряется и просачивается в грунт.
   Денудация – снос и перенос (водой, ветром, льдом, непосредственным действием силы тяжести) продуктов выветривания горных пород.
   Дерново-подзолистые почвы – подтип подзолистых почв, формирующихся под хвойно-широколиственными или хвойно-мелколиственными лесами. Наиболее плодородные среди подзолистых почв (содержание гумуса 3–7 %).
   Дерновые почвы – тип почв, развивающихся под лесами умеренного пояса на богатых основаниями породах. Для них характерно накопление перегноя, биологическое накопление зольных элементов и щелочно-земельных оснований.
   Дефляция (выдувание, сдувание) – разрушение горных пород, почв, снежного покрова под действием ветра и вынос образовавшихся твердых частиц воздушным потоком, иногда на значительные расстояния.
   Дожди кислотные – атмосферные осадки (в виде дождя и снега), подкисленные атмосферными выбросами промышленных предприятий (pH < 5,6) за счет оксидов серы, азота и т. п.
   «Дыра озоновая» – некоторая территория в стратосфере с пониженным содержанием озона. Дыры зарегистрированы над Антарктидой и Восточной Африкой, менее значительные по размерам обнаружены в Арктике. Разрушение озонового слоя связано как с природными, так и с техногенными процессами.
   Желоб океанический – характерный элемент рельефа переходной зоны между материком и океаном, представляющий собой длинное узкое понижение дна океанов глубиной свыше 5000 м. В их пределах находятся самые большие глубины Мирового океана, в том числе наибольшая на земном шаре глубина 11 022 м (в Марианском желобе Тихого океана).
   Желтозем – тип почв желтоватой окраски, формирующийся на продуктах выветривания осадочных, кислых изверженных и метаморфических пород под лесами со значительным участием вечнозеленых пород в условиях влажного субтропического климата.
   Жерло вулкана – верхняя часть вертикального или почти вертикального канала, соединяющего очаг вулкана с земной поверхностью или кратером.
   Живое вещество – совокупность живых организмов биосферы, выраженная количественно в элементарном химическом составе, массе, энергии.
   Загрязнение окружающей среды – привнесение в окружающую среду или возникновение в ней новых, обычно не характерных веществ и соединений, или превышение естественного многолетнего уровня их концентрации.
   Загрязняющие вещества (поллютанты) – природные или антропогенные вещества, попадающие в окружающую среду или возникающие в ней в количествах, аномально высоких по сравнению с их естественным уровнем.
   Заказник – участок природной территории или акватории с ограничением хозяйственной деятельности с целью сохранения отдельных видов флоры и фауны, а также воспроизводства особо ценных животных для охоты.
   Залив – значительная часть океана или моря, довольно глубоко вдающаяся в сушу и слабо обособленная от открытого океана или моря. По различным признакам (причины возникновения, размеры, конфигурация, связь с основным водоемом и др.) различают бухты, эстуарии, фьорды, лагуны и пр.
   Западный перенос воздушных масс – преобладающий перенос воздушных масс с запада на восток в тропосфере и стратосфере умеренных широт.
   Заповедник – природная территория или акватория, полностью исключенная из хозяйственного использования для охраны и изучения природного комплекса в целом.
   Землетрясение – подземные удары и колебания поверхности Земли, вызванные главным образом тектоническими причинами.
   Земля – третья от Солнца планета Солнечной системы и самая крупная планета земной группы. Вместе с Луной Земля образует двойную планету.
   Земная кора – верхняя твердая оболочка Земли, отделенная от нижележащей мантии поверхностью Мохоровичича (поверхность Мохо). Мощность земной коры от 5—10 км (под океанами) до 75 км (под материками).
   Земной магнетизм – свойство Земли, обусловливающее существование вокруг нее магнитного поля, вызванного процессами, происходящими на границе «ядро – мантия».
   Зональность – широтная дифференциация географической оболочки Земли, проявляющаяся в последовательной смене географических поясов, зон и подзон, обусловленной изменением прихода лучистой энергии Солнца по широтам и неравномерностью увлажнения.
   Изаномалы – линии равных значений аномалии природного явления, т. е. отклонений от среднего или нормального их значения.
   Изобары – линии, соединяющие точки равного атмосферного давления на данной поверхности.
   Изогиеты – линии на карте равных сумм атмосферных осадков за определенный период.
   Изостазия (от греч. isostasios – равный по весу) – уравновешивание твердой, относительно легкой земной коры более тяжелой верхней мантией. Благодаря изостазии избытку масс выше теоретического уровня равновесия соответствует недостаток их внизу. Это выражается в том, что на определенной глубине (100–150 км) в слое астеносферы вещество перетекает в те места, где имеется недостаток масс на поверхности.
   Инверсия температуры – повышение температуры воздуха с высотой в некотором слое атмосферы вместо обычного ее понижения.
   Инсоляция – прямая солнечная радиация, достигающая поверхности Земли, измеряется количеством энергии, падающей на единицу горизонтальной поверхности на данном высотном уровне.
   Ионосфера – слой верхней атмосферы, расположенный на высоте от 50–80 до нескольких тысяч километров с высоким содержанием молекулярных и атомных ионов и свободных электронов, образующихся под влиянием ультрафиолетовой солнечной радиации.
   Исландская депрессия – постоянная область низкого атмосферного давления над северной частью Атлантического океана.
   Испарение воды – поступление водяного пара в атмосферу со свободной поверхности жидкой воды.
   Испаряемость – максимально возможное испарение воды с единицы территории в данной местности при существующих климатических условиях и допущении неограниченного запаса влаги.
   Каледонская складчатость – совокупность геологических процессов конца раннего – начала среднего палеозоя, завершивших развитие протерозойских геосинклиналей. Распространены каледониды на Британских островах, Скандинавском полуострове, Центральной Азии, Гренландии, востоке Америки и т. д.
   Канадский (Северо-Американский) антициклон – сезонная область высокого атмосферного давления над большей частью Северной Америки. Проявляется зимой в результате сильного охлаждения материка.
   Катаракт – большой водопад, в котором вертикально падающий поток образует над пропастью одну отвесную струю.
   Каштановые почвы – тип почв, формирующихся в районах с умеренным континентальным засушливым климатом под злаковой и полынно-злаковой растительностью сухих степей.
   Климат (от греч. klima – наклон) – обобщенная характеристика условий погоды данного региона, описываемая многолетними (около 30–35 лет) статистическими значениями метеорологических элементов.
   Климатические пояса – обширные, относительно однородные в климатическом отношении субширотные полосы на поверхности земного шара, в пределах которых от полюсов к экватору закономерно возрастают значения радиационного баланса и температур воздуха, изменяются особенности увлажнения и перемещения воздушных масс.
   Кометы (от греч. kometes – хвостатые) – небесные тела, состоящие из газового облака вокруг яркого ядра, движущиеся вокруг Солнца по параболической или эллиптической орбите. Число комет измеряется миллионами. С приближением к Солнцу у них резко обособляются «голова» и «хвост». Головная часть состоит из льда и частиц пыли. В разреженной газопылевой среде хвоста обнаружены ионы натрия и углерода. Одна из самых известных комет – комета Галлея каждые 76 лет появляется в зоне видимости Земли.
   Компенсационное течение – горизонтальный перенос вод, возмещающий отток из какой-либо части водоема, например межпассатные противотечения в океанах.
   Континентальный климат – совокупность особенностей климата, формирующегося в условиях сильного воздействия на атмосферу крупных массивов суши. Отличается большой годовой и суточной амплитудой температуры воздуха, малой облачностью и незначительным количеством осадков.
   Кора выветривания – совокупность континентальных образований, формирующихся на земной поверхности в результате физического, химического и биологического выветривания горных пород, в зависимости от протекания разнообразных физико-химических процессов, наличия определенных условий (климат, температура, водно-воздушный режим) и времени образования, главным образом в пределах зоны аэрации.
   Коричневые почвы – тип почв, образующихся в регионах с переменно-влажным (средиземноморским или муссонным) субтропическим климатом под ксерофитной лесной и кустарниковой растительностью.
   Корпускулярное излучение – поток заряженных частиц (электронов и протонов), идущий от Солнца. Скорость – 1500–3000 км/с, достигает магнитосферы за несколько суток. Магнитное поле Земли задерживает корпускулярное излучение, и заряженные частицы начинают двигаться по магнитным силовым линиям.
   Красно-бурые почвы – тип почв, формирующихся под остепненными низкотравными тропическими саваннами в условиях периодически промывного водного режима. Содержат значительное количество окислов железа, алюминия, марганца.
   Красно-желтые ферраллитные почвы – тип почв, формирующихся под влажными тропическими и экваториальными лесами на ферраллитных корах выветривания кислых пород.
   Красноземы – тип почв, формирующихся под широколиственными лесами влажных субтропиков и частично под тропическими саваннами в условиях промывного водного режима на породах основного и среднего состава, богатых железом.
   Круговорот биологический – природный процесс, при котором питательные вещества от живых организмов переносятся в окружающую среду и возвращаются обратно к организмам через пищевые цепи.
   Круговорот веществ – многократно повторяющиеся процессы превращения и перемещения вещества и энергии в природе, имеющие различный масштаб и более-менее цикличный характер.
   Ксерофиты – растения степей, полупустынь и пустынь, обитающие в условиях недостатка влаги, способные переносить длительную засуху.
   Ландшафт – конкретная территориальная единица, однородная по происхождению и истории развития, обладающая единым геологическим фундаментом, однотипным рельефом и климатом, единообразным сочетанием почв, биоценозов и определенной, присущей ей структурой (основная единица физико-географического районирования).
   Латеритные почвы – красные и желтые почвы под экваториальными и влажными тропическими лесами, имеющие в профиле горизонт латерита и характеризующиеся высоким содержанием железа и алюминия, низким – кремнезема и поэтому обладающие невысоким плодородием.
   Литораль – зона морского дна, затопляемая во время прилива и осушаемая при отливе; в озерах – прибрежная часть озерной котловины от зоны заплеска волн до глубины проникновения света.
   Литосфера (от греч. lithos – камень, sphaira – шар) – верхняя оболочка Земли мощностью 50—200 км, включающая земную кору и верхнюю часть подстилающей ее верхней мантии до астеносферы.
   Литосферные плиты – крупные жесткие блоки литосферы Земли, ограниченные сейсмически и тектонически активными зонами разломов. Согласно представлениям «новой глобальной тектоники», литосферные плиты находятся в постоянном движении, перемещаясь по астеносфере. Крупных литосферных плит семь: Евразийская, Инд о-Австралийская, Тихоокеанская, Африканская, Северо-Американская, Южно-Американская, Антарктическая.
   Ложе океана – элемент рельефа и геологической структуры дна Мирового океана, занимающий уровень земной поверхности от 4 тыс. до 6–7 тыс. м глубины между материковым подножием и срединно-океаническими хребтами. Слагается земной корой океанического типа, в рельефе преобладают плоские аккумулятивные и сложнорасчлененные холмистые равнины.
   Магнитосфера – область околоземного пространства, заполненная заряженными частицами, движущимися в магнитном поле Земли, отделена от межпланетного пространства магнитопаузой (внешняя граница магнитосферы).
   Мантия Земли – оболочка между земной корой и ядром Земли, составляющая 83 % ее объема, ее верхняя граница проходит по поверхности Мохоровичича, нижняя лежит на глубине около 2900 км.
   Материк – изостатически уравновешенный массив материковой земной коры, имеющий структурное ядро в виде древней платформы, к которому примыкают более молодые складчатые структуры. Материков шесть: Евразия, Африка, Северная Америка, Южная Америка, Антарктида и Австралия.
   Материковое (континентальное) подножие – внешняя часть подводной окраины материка, примыкающая к основанию материкового склона и представляющая собой глубокий прогиб на стыке континентальной и океанической коры, заполненный мощной толщей рыхлых осадков.
   Материковый склон – часть подводной окраины материка между шельфом и материковым подножием, сложенная корой континентального типа, отличающаяся большими уклонами поверхности (около 4°, иногда до 20°) и резкой расчлененностью рельефа (глубина вреза достигает 2000 м).
   Межень – низкий уровень воды в реке или озере, сопровождающийся малой водностью.
   Межпассатное (экваториальное) противотечение – вдольэкваториальные потоки воды, направленные на восток в поверхностных слоях и компенсирующие нагон воды у западных берегов океанов пассатными течениями (к ним относятся течение Ломоносова в Атлантике, течение Тареева в Индийском океане, течение Кромвеля в Тихом океане).
   Мезозойская складчатость – совокупность процессов складчатости, горообразования и гранитоидного магматизма, происходивших в течение мезозойской эры преимущественно по периферии Тихого океана. По времени проявления различают Киммерийскую, Невадийскую и Ларамийскую складчатости.
   Мерзлотно-таежные почвы – тип почв, развивающихся в районах с холодным резко континентальным климатом и наличием многолетней мерзлоты, развитых под таежной растительностью.
   Меридиональная циркуляция – циркуляция атмосферы, при которой потоки воздуха преимущественно следуют вдоль меридианов, т. е. направлены на юг или на север, в противоположность зональной циркуляции.
   Местные ветры – ветры, возникающие на ограниченных участках территории в результате влияния местных причин (орографического строения, наличия водоемов И Т.П.).
   Многолетняя мерзлота – мерзлые горные породы, сцементированные замерзшей в них влагой; характеризуются многолетним циклом промерзания – протаивания.
   Метеор – твердое тело, быстро двигающееся в мировом пространстве и раскаляющееся при входе в земную атмосферу вследствие выделения тепла от трения о воздух, из-за чего называется падающей звездой.
   Мировой океан (МО) – пространство Земли, покрытое водами океанов и морей, представляющее собой непрерывную водную оболочку, занимающую около 70,78 % поверхности земного шара.
   Мобилизм – тектоническая гипотеза, выдвинутая А. Вегенером в 1912 г., предполагающая большие (до нескольких тысяч километров) горизонтальные перемещения материковых глыб земной коры относительно друг друга в течение геологического времени.
   Морской (океанический) климат – климат, формирующийся над океаном и прилегающими частями материков в условиях преобладающего влияния на атмосферу океанических пространств. Отличается сравнительно небольшими колебаниями температуры, значительной влажностью воздуха, большой облачностью, сильными ветрами.
   Морские течения – регулярные движения воды в океане или море, имеющие циклический или постоянный характер потока, двигающегося вдоль определенной траектории. Вызываются действием ветра на водную поверхность, приливно-отливными движениями и различиями в плотности воды, связанными с ее неодинаковым нагреванием и охлаждением, а также с разной соленостью.
   Морфоскульптуры – относительно небольшие формы рельефа (речные долины, балки, овраги, моренные гряды, дюны, карстовые воронки), образовавшиеся под воздействием экзогенных (внешних) факторов (текущих вод, ветра, колебаний температуры, снежного и ледникового покрова).
   Морфоструктуры – крупные подразделения рельефа земной поверхности, в формировании которых ведущая роль принадлежала эндогенным процессам (в основном тектоническим движениям), протекающим в литосфере. Морфо-структурами являются мегаформы и макроформы рельефа: горы в пределах горных стран, части платформенных равнин.
   Моря – обособленные части океана, отличающиеся собственным гидрологическим режимом, особенностями физических и химических свойств.
   Муссоны – ветры, дующие с определенной регулярностью в разные сезоны года в результате сезонного изменения давления над материком и прилегающим океаном.
   Национальный парк – охраняемая территория и акватория с мало нарушенными ландшафтами и уникальными природными комплексами, предназначенные для строго регулируемого рекреационного использования.
   Нектон – совокупность активно плавающих в воде организмов (рыбы, кальмары, китообразные, ластоногие, водные змеи, черепахи, пингвины), обитающих в водной толще пелагической области морей и океанов, способных противостоять силе течения и самостоятельно перемещаться на значительные расстояния.
   Неотектонические движения – тектонические движения, происходившие в неоген-четвертичный период.
   Ноосфера – новое эволюционное состояние биосферы, при котором разумная деятельность человека становится решающим фактором ее развития.
   Нормальное атмосферное давление – вес атмосферного столба сечением 1 см -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

на уровне океана при О °С на 45° широты, уравновешивается столбиком ртути в 760 мм. Нормальное атмосферное давление равно 760ммрт. ст., или 1013,25 мбар.
   Общая циркуляция атмосферы (ОЦА) – система воздушных потоков планетарного масштаба, охватывающая весь земной шар, тропосферу и нижнюю стратосферу.
   Озера – внутренние водоемы суши со стоячей или малопроточной водой, не сообщающиеся с океаном, с особыми условиями жизни и специфическими организмами.
   Озон (О -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

) – трехатомная молекула кислорода, образуется в атмосфере под действием электрических разрядов, синтезируется из кислорода под влиянием космической ультрафиолетовой радиации. В стратосфере озон образует особый слой (на высоте 15–70 км; максимальная концентрация на высоте 15–20 км в полярных, 20–25 км – в умеренных, 25–30 км – в тропических, субтропических широтах), экранирующий атмосферу от действия ультрафиолетового излучения.
   Океан – часть МО, расположенная между отдельными материками и отличающаяся своеобразной конфигурацией береговой линии и особенностями подводного рельефа, со специфической схемой течений, растительным и животным миром.
   Океаносфера – это часть географической оболочки, представленная водами океанов и морей со сложными физико-химическими свойствами вод, своеобразным геолого-геоморфологическим строением, животным и растительным миром.
   Опустынивание – расширение площади пустынь за счет соседних территорий в результате направленных климатических изменений или интенсивной хозяйственной деятельности человека. Как правило, опустынивание происходит на территориях с жарким сухим климатом.
   Орогенические движения (от греч. oros – гора, genos – рождение, происхождение) – совокупность восходящих тектонических движений, в результате которых образуются складки (горы), т. е. различной сложности волнообразный изгиб пластов. В процессе складкообразования движение вещества земной коры всегда идет по двум направлениям: по горизонтальному и по вертикальному, т. е. тангенциально и радиально. Следствием тангенциального движения является образование складок, надвигов и т. п. Движение вертикальное приводит к поднятию сминаемого в складки участка литосферы и к его геоморфологическому оформлению в виде высокого вала – горного хребта.
   Осадки – вода в виде жидких капель или твердых охлажденных частиц (снег, град, крупа и пр.), выпадающая из атмосферы на поверхность Земли.
   Относительная влажность воздуха – отношение абсолютной важности к максимальной (предельное содержание водяного пара при данной температуре), выраженное в процентах.
   Охрана окружающей среды – комплекс мер по сохранению, рациональному использованию и восстановлению природных ресурсов, в том числе видового разнообразия флоры и фауны, богатства недр, чистоты вод и атмосферы.
   Паводок – относительно кратковременные и непериодические подъемы уровня воды в реке, вызываемые поступлением в реку дождевых (талых) вод.
   Парниковые газы – различные газы, в числе которых могут быть диоксид углерода, оксид углерода, оксиды азота и серы, хлорфторуглеводороды (фреоны), а также водяной пар, способствующие повышению температуры атмосферного воздуха и вызывающие явление парникового эффекта.
   Парниковый эффект – нагревание нижних слоев атмосферы, вызванное ее способностью пропускать к Земле коротковолновое излучение Солнца и поглощать длинноволновое излучение Земли.
   Пассаты – устойчивые на протяжении всего года воздушные течения в тропических и экваториальных широтах (от 25°—30° с.ш. и ю.ш. почти до экватора), направлены с востока на запад по обращенным к экватору перифериям субтропических максимумов, постоянно дующие только над океанами; над сушей прослеживаются не всюду и не всегда (перерывы вызываются ослаблением субтропических антициклонов из-за сильного прогрева и перемещения в эти широты экваториальной депрессии). В северном полушарии преобладают северо-восточные, а в южном – юго-восточные пассатные ветры.
   Пассатные течения – поверхностные течения Мирового океана в тропических и экваториальных широтах, вызванные господствующими здесь пассатами; вблизи экватора разделены Межпассатным противотечением.
   Педосфера – несплошная оболочка Земли на границе литосферы и атмосферы, возникающая в результате воздействия климата и живых организмов на горные породы. Термин ввел в 1936 г. В.И. Вернадский.
   Переходная зона – структурная зона между материком и океаном, состоящая из котловины окраинного моря, островной дуги и глубоководного желоба. Переходный характер проявляется во взаимопроникновении океанической и материковой земной коры. Характерны сейсмическая активность и вулканизм.
   Планктон – группа преимущественно микроскопических организмов, которые парят в водной толще и не могут передвигаться против течений. Выделяют пассивно плавающие животные и растения – зоопланктон и фитопланктон – мельчайшие растительные (преимущественно водоросли) и животные (одноклеточные, рачки, черви, медузы) организмы.
   Платформа (от фр. plate – плоская, forme – форма) – обширный участок земной коры, обладающий сравнительно малой подвижностью, равнинным или платообразным рельефом, а также двухъярусным строением, состоящим из складчатого основания и осадочного чехла.
   Погода – состояние атмосферы в данный момент над определенной территорией. Погода характеризуется совокупностью метеоэлементов: температурой, давлением, влажностью, осадками, облачностью. Погода отличается изменчивостью, многообразием и повторяемостью.
   Подводная окраина материка – периферическая часть дна Мирового океана с материковым типом земной коры. По особенностям рельефа подразделяется на шельф, материковый склон и материковое подножие.
   Подземные воды – воды верхней части литосферы, включающие всю химически несвязанную воду в трех агрегатных состояниях. Подземные воды рассматриваются и как часть гидросферы, и как часть земной коры, которые образованы за счет атмосферных осадков, а также в результате конденсации водяных паров атмосферы и паров, поднимающихся из более глубоких слоев Земли.
   Подзолистые почвы – тип почв, формирующихся в условиях умеренно континентального климата под хвойными и смешанными лесами при промывном режиме и периодическом переувлажнении.
   Пойма – часть речной долины, заливаемая водой при половодье или высоких паводках.
   Половодье – ежегодно повторяющееся в один и тот же сезон относительно длительное и значительное увеличение количества воды в реке.
   Полуостров – участок суши, резко и далеко выдающийся от края материка или острова в море.
   Полупустыня – зональный тип ландшафта, сложившийся в условиях аридного климата, характеризуется сочетанием степной и пустынной растительности.
   Полярный круг – географические параллели, отстоящие от экватора на 66°33′ с.ш. и ю.ш., являются границами зон полярных дней и ночей.
   Постоянные центры действия атмосферы – обширные области атмосферы с преобладанием циклонов или антициклонов, проявляющихся (в отличие от сезонных центров действия атмосферы) на климатических картах атмосферного давления в течение всего года. К постоянным центрам действия атмосферы относятся Азорский антициклон, Алеутская депрессия и др.
   Почва – природное тело, возникающее в результате преобразования поверхностных слоев литосферы под совместным воздействием воды, воздуха, живых организмов и обладающее свойством плодородия.
   Прилив – периодические колебания уровня океана или моря, а также деформации твердого тела Земли и колебания атмосферного давления, вызываемые гравитационными силами Луны и Солнца.
   Природный территориальный комплекс – закономерное сочетание географических компонентов или комплексов низшего ранга (участок земной коры с присущим ему рельефом, поверхностные и подземные воды, почвы, сообщества организмов, приземный слой атмосферы), образующих систему разных уровней от географической оболочки до фации.
   Провинциальность – закономерное изменение природных условий по мере удаления от океана в пределах одной географической зоны.
   Продуценты – организмы, создающие необходимое для жизни первичное органическое вещество из неорганического благодаря энергии Солнца (фотосинтез) или энергии некоторых химических реакций (хемосинтез).
   Проливы – узкие части океана, разделяющие материки или острова и соединяющие два смежных водоема или их части. Например, Берингов пролив соединяет Тихий и Северный Ледовитый океаны, но разъединяет Азию и Америку.
   Процессы климатообразования – силы, действие которых определяет климат данного региона. Важнейшими климатообразующими процессами являются теплооборот, влагооборот и ОЦА. Эти физические процессы имеют общий источник энергии – солнечную радиацию.
   Пустыня – зональный тип ландшафта с крайне обедненным и разреженным растительным покровом, формирующийся в условиях дефицита влаги (аридные пустыни) или тепла (холодные пустыни).
   Равнины – относительно ровные поверхности, иногда значительные по площади, с небольшими (обычно не более 200 м) колебаниями высот и малыми (менее 5°) уклонами, один из важнейших элементов рельефа земного шара. Встречаются на различных высотах и глубинах как в пределах суши, так и на дне океанов и морей (подводные, в том числе абиссальные равнины).
   Равнины аккумулятивные – выровненные поверхности, образующиеся вследствие длительного накопления толщ рыхлых осадочных пород, полностью скрывающих докембрийский и эпипалеозойский складчатый фундамент платформ, приурочены к областям прогибания в настоящее время (синеклизам).
   Равнины денудационные – выровненные поверхности, образованные в результате разрушения возвышенного или горного рельефа длительно протекающими процессами денудации, приурочены к антеклизам и щитам.
   Равнины платформенные – выровненные участки поверхности с небольшим превышением относительных высот, соответствующие устойчивым участкам суши – платформам (наиболее распространенный тип рельефа докембрийских и эпипалеозойских платформ).
   Равнины шельфовые – затопленные мелководными морями аккумулятивные равнины материков, сохраняющие реликтовые формы рельефа (например, речные долины), образовавшиеся в надводных условиях.
   Радиационный баланс атмосферы – сумма прихода и расхода потоков радиации, поглощаемой и излучаемой атмосферой; приходная часть состоит из поглощенной прямой и рассеянной солнечной радиации и поглощенного длинноволнового излучения земной поверхности, расходная часть – это собственное излучение атмосферы, направленное к земной поверхности и в мировое пространство (уходящая длинноволновая радиация).
   Радиация отраженная – часть суммарной солнечной радиации, теряемая земной поверхностью в результате отражения.
   Радиация прямая – солнечная радиация, поступающая непосредственно от солнечного диска.
   Радиация рассеянная – солнечная радиация, претерпевшая изменения в атмосфере и идущая от небесного свода, составляет часть радиации суммарной.
   Радиация суммарная – общая радиация, совокупность прямой и рассеянной солнечной радиации, поступающей на земную поверхность.
   Редуценты – организмы (в основном бактерии), разлагающие мертвые органические вещества и минерализующие их до простых неорганических соединений.
   Река – естественный водный поток, длительное время протекающий в сформированном им ложе – русле, питающийся за счет стока с его водосбора.
   Рекультивация земель – комплекс мероприятий, направленных на восстановление продуктивности нарушенных земель, ранее выведенных почему-либо из хозяйственного оборота.
   Рельеф – совокупность неровностей земной поверхности, различных по очертаниям, размерам, происхождению, возрасту и истории развития. Слагается из положительных форм, образующих возвышения рельефа, и отрицательных, представляющих собой впадины. Рельеф формируется в результате совокупного воздействия на земную поверхность эндогенных и экзогенных процессов. При ведущей роли эндогенных процессов (тектонических, вулканических и др.) формируются преимущественно крупные формы рельефа – важнейшие горные хребты, межгорные равнины, океанические впадины. Экзогенные процессы, обусловленные в основном лучистой энергией Солнца (текучие воды, деятельность ветра, ледников), образуют более мелкие формы рельефа, накладывающиеся на крупные (флювиальные, ледниковые, эоловые и др.).
   Ритмичность – повторяемость во времени комплекса природных процессов и явлений или колебание их интенсивности, не имеющие строго периодического характера; одна из важнейших закономерностей существования и развития ГО.
   Рифт (трещина, разлом) – крупная линейная тектоническая структура земной коры протяженностью в сотни, тысячи, шириной в десятки, иногда первые сотни километров, образовавшаяся главным образом при горизонтальном растяжении коры.
   Саванна – зональный тип ландшафта, образованный сочетанием тропической и субтропической ксерофитной травянистой растительности с отдельными деревьями, группами деревьев и кустарниковых зарослей. Вторичная саванна развивается на месте сведенных тропических лесов.
   Сахель – ландшафты полупустынь и опустыненных саванн в Африке.
   Северо-Тихоокеанский (Гавайский) антициклон – область высокого атмосферного давления над субтропическими и тропическими широтами Тихого океана в северном полушарии, проявляется в течение всего года, усиливается летом.
   Серо-бурые пустынные почвы – тип почв, формирующихся в пустынях умеренного и тропического поясов под разреженной галофитной растительностью.
   Серозем – тип почв, формирующихся под субтропической полупустынной и пустынной растительностью преимущественно на подгорных наклонных равнинах и в предгорьях в условиях непромывного водного режима.
   Серо-коричневые почвы – тип почв, формирующихся в районах с сухим субтропическим климатом под ксерофитной травянистой и кустарниковой растительностью.
   Серые лесные почвы – тип почв умеренного пояса, формирующихся преимущественно под широколиственными лесами и лесостепями с травянистым покровом в условиях промывного водного режима на богатых кальцием материнских породах.
   Сжатие Земли – отношение разности экваториального и полярного радиусов (диаметров) Земли к радиусу (диаметру) экватора, характеризует отклонение фигуры Земли, принимаемой за эллипсоид вращения, от шарообразной формы.
   Складчатая система – крупная система складок земной коры выдержанного простирания, образующаяся на месте геосинклинальной системы или на краю платформ.
   Складчатые горы – горы, возникающие в результате смятия толщ осадочных горных пород в складки.
   Складчато-глыбовые горы – горы, формирующиеся при совместном действии складчатых и глыбовых тектонических процессов.
   Снеговая граница – уровень в горах, выше которого годовое накопление твердых атмосферных осадков на земной поверхности преобладает над их таянием и испарением.
   Соленость морской воды – суммарное содержание всех твердых минеральных растворенных веществ, содержащихся в 1 л морской воды, выраженное в граммах либо в десятых долях процента – промилле (‰). Средняя соленость вод МО -35%с.
   Солнечная постоянная – количество солнечной радиации, поступающей на верхнюю границу атмосферы при перпендикулярном падении солнечных лучей. Величина солнечной постоянной составляет 1,357 Дж/см -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

.
   Солнечная радиация – поток электромагнитного излучения, поступающий от Солнца. На верхней границе атмосферы интенсивность (плотность потока) солнечной радиации равна 8,3 Дж/(см -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

/мин).
   Солнечная система – система гравитационно связанных небесных тел, состоящая из центрального массивного тела – Солнца и движущихся вокруг него восьми больших планет с их спутниками, множеством малых планет, комет и метеорных тел.
   Солнце – типичная звезда и центральное тело Солнечной системы, источник энергии для всех процессов, происходящих на Земле.
   Солонцы – тип почв засушливых областей, содержащих на небольшой глубине (20–80 см) значительное количество легкорастворимых солей; развиваются под галофитно-солянковой растительностью в условиях непромывного водного режима. Встречаются пятнами среди других почв в зонах степей и полупустынь.
   Солончаки – тип засоленных почв, содержащих в поверхностном слое значительное количество легкорастворимых солей; формируются на соленосных породах, в условиях близкого залегания грунтовых вод или при выпотном водном режиме.
   Спрединг (англ, spreading – расширение, распространение) – раздвигание литосферных плит в области рифтов срединно-океанических хребтов с постоянным воспроизводством земной коры океанического типа вследствие подъема мантийного вещества.
   Средиземноморский климат – тип умеренно теплого субтропического климата с жарким сухим летом и прохладной дождливой зимой, распространен в западных приокеанических секторах субтропических поясов суши. Особенности климата связаны с преобладанием летних субтропических антициклонов и интенсивной циклонической деятельностью в зимнее время.
   Срединно-океанические хребты – мощные подводные горные сооружения в пределах дна океана, занимающие чаще всего срединное положение. Прослеживаются в виде планетарной системы на дне всех океанов.
   Степь – зональный тип ландшафта, представленный травянистой ксеро-фитной растительностью с характерными сообществами дерновинных злаков и разнотравья на черноземных и каштановых почвах. Различают луговые, типичные, опустыненные степи.
   Столовые горы – горы с плоскими вершинами и крутыми, в верхних частях обрывистыми, иногда ступенчатыми склонами.
   Стратосфера – слой атмосферы между тропопаузой и стратопаузой (от 8—16 до 45–55 км), в котором температура обычно растет с высотой.
   Субантарктическая депрессия – область низкого атмосферного давления, протягивающаяся вдоль побережья Антарктиды. Обусловлена сильной циклонической активностью вследствие резкого контраста термических условий над ледниковым покровом Антарктиды и незамерзающими океаническими водами.
   Субдукция – поддвигание литосферных плит океанической коры и пород мантии под края других плит.
   Субтропические зоны высокого давления – зоны с преобладанием антициклонов, вытянутые в широтном направлении в субтропических и отчасти тропических широтах северного и южного полушарий. Проявляются в течение всего года над океанами и западными частями материков, несколько смещаются вслед за движением Солнца. Различают Азорский, Северо-Тихоокеанский, Южно-Тихоокеанский, Южно-Атлантический, Южно-Индийский, Южно-Тихоокеанский антициклоны.
   Тайга – зональный тип ландшафта, представленный растительностью хвойных лесов (бореальные виды ели, пихта, сосна, лиственница) с примесью лиственных пород, со слаборазвитым подлеском, однообразным травянисто-кустарниковым ярусом и моховым покровом. По видовому составу различают темнохвойную и светлохвойную тайгу.
   Тайфун – тропический циклон Китайского моря и всей северо-восточной части Тихого океана.
   Тектоника плит (глобальная тектоника плит) – теория, предполагающая, что литосфера разбита на крупные плиты, которые перемещаются по астеносфере в горизонтальном направлении, что вызывает сейсмическую и вулканическую активность, дрейф материков, спрединг и др.
   Теплое морское течение – течение, температура которого выше, чем температура окружающей воды.
   Термический экватор – линия, соединяющая точки с наиболее высокими у земной поверхности средними температурами воздуха. В широком понимании термический экватор – параллель 10° с.ш. с температурой 27 °C.
   Термосфера – слой верхней атмосферы, расположенный над мезопаузой, в котором температура обычно повышается с высотой.
   Торнадо – разрушительный, вращающийся против часовой стрелки корот-коживущий тропический шторм, сопровождающийся дождем и громом. Его образование связано с глубоким циклоном, как правило, небольшого диаметра, с темным воронкообразным облаком, аналог смерча в умеренных широтах.
   Тропики – географические параллели, отстоящие от экватора на 23°27°, т. е. на угол, равный углу между плоскостями экватора Земли и ее орбиты. Различают тропик Рака в северном полушарии и тропик Козерога – в южном.
   Тропический циклон – мощный циклонический вихрь, зарождающийся в тропических широтах, диаметром в несколько сотен километров, с очень низким атмосферным давлением в центре (глаз бури), сильнейшими ветрами и проливными дождями. В районах, подверженных тропическим циклонам, они имеют местные названия: ураган, тайфун, вилли-вилли.
   Тропосфера – нижняя часть атмосферы до высоты 8—10 км над полюсами и 10–12 км над экватором; содержит до 80 % атмосферного воздуха, почти весь водяной пар. Температура воздуха убывает с высотой, здесь формируются воздушные массы и фронты, развиваются циклоны, антициклоны и другие процессы, определяющие погоду и климат.
   Тундра – зональный тип ландшафта, для которого характерно безлесье, широкое развитие мохово-лишайниковых и кустарниковых сообществ; преобладают многолетние растения стелющихся и подушечных форм.
   Увлажнение территории – соотношение между количеством атмосферных осадков, выпадающих в данной местности, и испаряемостью. Характеризуется коэффициентом увлажнения: К > 1 (100 %) для территорий с избыточным увлажнением (заболоченная тундра, тайга, экваториальные леса); 0,8–1 (80– 100 %) – для территорий с нормальным увлажнением (саванны, лесостепи); 0,3–0,6 (30–60 %) – для территорий с недостаточным увлажнением (степи); 0,1–0,3 (10–30 %) – для полупустынь; К< 0,12 (меньше 12 %) для пустынь.
   Урочище – одна из морфологических частей природного ландшафта, состоящая из систем генетически, динамически и территориально связанных фаций. Обычно урочище соответствует мезоформе рельефа. Для них характерно определенное сочетание почвообразующих пород, режимов тепла и влаги и почвенно-растительного покрова. Примером урочища является урочище холма или оврага.
   Факторы климатообразования – географические условия, определяющие своеобразие и скорость протекания климатообразующих процессов. К ним относятся: солнечная радиация, подстилающая поверхность (океанический и материковый типы климатов, западных и восточных побережий), течения, рельеф, человеческая деятельность.
   Факторы почвообразования – элементы природной среды и процессы, под влиянием которых образуются почвы. Основные факторы почвообразования – горные породы, рельеф, климат, живые и отмершие организмы, хозяйственная деятельность человека.
   Фация – простейший природно-территориальный комплекс, на всем протяжении которого сохраняются один литологический состав, характер рельефа и увлажнения, микроклимата, почв и один биоценоз.
   Ферраллитные почвы – тип почв, формирующихся под влажными тропическими и экваториальными лесами; имеют красный и желто-красный цвет, что связано с высоким содержанием гидроокислов железа и алюминия.
   Физико-географическая область – единица физико-географического районирования с однотипными морфоскульптурами или их закономерным сочетанием, с одним типом климата и своеобразным проявлением зональности или высотной поясности (Мещерская низменность, Среднерусская возвышенность). Они обособились главным образом за неоген-четвертичное время под влиянием тектонических движений, морских трансгрессий, материковых оледенений или деятельности талых ледниковых вод,
   Физико-географический район – часть физико-географической области, однородная по зональным или азональным признакам, это генетически единая территория, характеризующаяся специфической морфологической структурой.
   Физико-географическая страна – часть материка, сформировавшаяся на основе крупной тектонической структуры и общности тектонического режима в неоген-четвертичное время, характеризующаяся единством орографии, макроклимата и своей структурой горизонтальных зон и высотных поясов (Восточно-Европейская равнина, Западно-Сибирская низменность, Урал).
   Физическое выветривание – процесс разрушения горных пород на обломки разной величины в результате их растрескивания при изменении объема в случае резких колебаний температур и периодической смены увлажнения. Различают механическое, морозное, солевое выветривание.
   Фиксизм – группа тектонических гипотез, в основе которых лежит представление о незыблемом, фиксированном положении континентов на поверхности Земли и о решающей роли вертикальных тектонических движений.
   Фирн – ледяная порода (зернистый лед), образующаяся в результате перекристаллизации снега при многократном таянии и замерзании воды, просочившейся в снежную толщу.
   Фронты атмосферные – узкие (несколько десятков километров) переходные зоны в тропосфере, на значительном протяжении (сотни, иногда тысячи километров) разделяющие воздушные массы с различными физическими свойствами.
   Хионосфера – оболочка Земли, в которой находятся многолетние, или «вечные», снега и льды.
   Холодное морское течение – течение, характеризующееся более низкой температурой, чем температура окружающей воды.
   Целостность ГО – один из важнейших законов ГО, проявляющийся в том, что все компоненты взаимосвязаны друг с другом и изменение любого из них приводит к нарушению целостности всей оболочки.
   Центры действия атмосферы – устойчивые области повышенного и пониженного давления, на которые распадается барическое поле у поверхности Земли.
   Циклон – область пониженного атмосферного давления в тропосфере с минимальным давлением в центре и барическими градиентами, направленными от периферии к центру против часовой стрелки в северном полушарии и по часовой – в южном.
   Циркуляция вод Мирового океана – единая взаимосвязанная система устойчивых течений океана, обусловливающая общий перенос и взаимодействие вод; включает совокупность горизонтальных и вертикальных движений вод океана.
   Цунами – морские гравитационные волны большой длины, возникающие при подводных землетрясениях в результате сдвига протяженных участков дна.
   Чернозем – тип почв, распространенных в лесостепной и степной зоне умеренных поясов под многолетней травяной растительностью, формирующихся при некотором недостатке увлажнения. По содержанию гумуса различают тучные (до 9 %), среднегумусные (6–9 %) и малогумусные (до 6 %). В северном полушарии выделяют несколько подтипов черноземов: оподзоленные, выщелоченные, типичные, обыкновенные, южные.
   Черный курильщик – источник высокотемпературных гидротермальных растворов, извергающихся в виде черного дыма в рифтовых зонах океанского дна.
   Шельф – мелководная (обычно до 200 м) часть подводной окраины материков и островов, имеющая относительно выровненную поверхность и незначительные уклоны, сложенная преимущественно корой материкового типа.
   Шкала Бофорта – шкала для определения силы ветра, основанная на визуальной оценке состояния моря, выражается в баллах от 0 до 12.
   Шкала Меркалли – 12-балльная шкала для измерения интенсивности землетрясений на основе наблюдаемых следов разрушений.
   Шкала Рихтера – шкала градуированная в арабских цифрах от 0 до 10, используемая для измерения силы землетрясения стандартным сейсмографом в 100 км от его эпицентра.
   Экватор – линия сечения земного шара плоскостью, проходящей через центр Земли перпендикулярно оси ее вращения, имеет широту 0° и делит земной шар на северное и южное полушария.
   Экваториальная депрессия – область пониженного атмосферного давления, проявляющаяся в течение всего года и протягивающаяся вдоль экватора до 5—10° с.ш. и ю. ш между субтропическими зонами высокого давления.
   Экзогенные процессы – процессы, обусловленные притоком солнечной радиации, всемирным тяготением, поступлением космической пыли и, наконец, осевым и орбитальным движением Земли.
   Экзосфера – внешняя часть атмосферы (выше 600–800 км), из которой частицы легких газов рассеиваются в мировое пространство.
   Экология – наука, изучающая взаимосвязи организмов и их сообществ с окружающей средой в целом и с ее отдельными компонентами.
   Эндогенные процессы – геологические процессы, происходящие главным образом в недрах Земли, обусловленные ее внутренней энергией, силой тяжести и силами, возникающими при вращении Земли.
   Эпейрогенические движения (от греч. epeiros – материк, суша, genesis – рождение, происхождение) – медленные, продолжительные, вертикальные колебательные движения земной коры, охватывающие огромные площади и лежащие в основе создания самых крупных – планетарных форм рельефа (образуют континенты, океанические бассейны).
   Эпиплатформенные горы – горы, образовавшиеся на участках земной коры, которые в течение длительного времени развивались как платформы, но в результате активизации тектонических процессов опять приобрели характер горной страны.
   Эпифиты – внеярусные растения, обитающие на других растениях, но не паразитирующие на них, а получающие питательные вещества из окружающей среды (к ним относятся, например, водоросли, мхи, лишайники).
   Эрозионные горы – горы, образующиеся в результате глубокого эрозионного расчленения высоко поднятых платообразных областей земной поверхности с горизонтальной геологической структурой, например бассейн р. Колорадо в Северной Америке.
   Эрозия (от лат. erosio – разъедание) – разрушение почв и горных пород текучими водами, ледниками, действием волн и вынос продуктов разрушения.
   Эфемер, эфемероид – однолетнее (эфемер) или многолетнее (эфемероид) травянистое растение с очень коротким периодом вегетации (в течение нескольких недель), распространенное в аридных пустынях и полупустынях, иногда в степях.
   Эффективное излучение – разность собственного излучения земной поверхности и поглощенного ею встречного излучения атмосферы.
   Ювенильные воды – подземные воды, впервые поступающие из глубин Земли в подземную гидросферу в результате дегазации вещества мантии.
   Южно-Атлантический антициклон – область повышенного атмосферного давления над южной частью Атлантического океана в субтропических и тропических широтах с центром вблизи о. Святой Елены. Проявляется в течение всего года, усиливается зимой.
   Южно-Индийский антициклон – область повышенного атмосферного давления над западной частью Индийского океана в субтропических и тропических широтах с центром вблизи о. Маврикий. Проявляется в течение всего года, усиливается зимой.
   Южно-Тихоокеанский антициклон – область повышенного атмосферного давления над южной частью Тихого океана в субтропических и тропических широтах с центром вблизи о. Пасхи. Проявляется в течение всего года, усиливается зимой.
   Ядро Земли – центральная часть Земли с радиусом около 3500 км; вероятно, состоит из плотного железо-никелевого сплава с температурой около 2700 °C.
   Ядро конденсации – жидкая или твердая частица, взвешенная в воздухе, на которой начинается конденсация водяного пара в атмосфере.

Литература

//-- Основная --//
   Боков, В.А. Общее землеведение / В.А. Боков, Ю.П. Селиверстов, И.Г. Черванев. СПб., 1998.
   Гледко, Ю.А. Курс лекций по общему землеведению / Ю.А. Гледко, М.В. Кухарчик. Минск, 2008.
   Гледко, Ю.А. Общее землеведение: практикум для студентов геогр. фак. / Ю.А. Гледко, Е.В. Матюшевская. Минск, 2006.
   Савцова, Т.М. Общее землеведение /Т.М. Савцова. М., 2003.
   Селиверстов, Ю.П. Землеведение / Ю.П. Селиверстов, А.А. Бобков. М., 2004.
   Сладкопевцев, С.А. Землеведение и природопользование / С.А. Сладкопевцев. М., 2005.
//-- Дополнительная --//
   Аплонов, С.В. Геодинамика: Учебник / С.В. Антонов. СПб., 2001.
   Веденин, Ю.А. Проблемы формирования культурного ландшафта и его изучения / Ю.А. Веденин // Изв. АН СССР. Сер. геогр. № 1. 1990. С. 5–17.
   Верзилин, Н.Н. Географическая оболочка: понятие и модель эволюции / Н.Н. Верзилин // Вестник Санкт-Петербургского университета. 2005. Сер. 7. Вып. 3. С. 37–49.
   Вернадский, В.И. История природных вод / В.И. Вернадский; отв. ред. С.Л. Шварцев, Ф.Т. Яншина. М., 2003.
   Войткевич, Г.В. Основы учения о биосфере/Г. В. Войткевич, В.А. Вронский. Ростов н/Д, 1996.
   Гледко, Ю.А. Гидрогеология / Ю.А. Гледко. Минск, 2012.
   Гледко, Ю.А. Землетрясения Земли и их влияние на географическую оболочку / Ю.А. Гледко, Е.В. Логинова // Геаграфія: праблемы выкладання. 2010. № 6. С. 3–11.
   Гледко, Ю.А. Общее землеведение: учебно-методический комплекс для студ. геогр. специальностей / Ю.А. Гледко, П.С. Лопух. Новополоцк, 2011.
   Гледко, Ю.А. Система охраняемых территорий Республики Чили: в 4 ч. / Ю.А. Гледко, Е.В. Логинова; под ред. А.А. Волчека [и др.] //Актуальные научно-технические и экологические проблемы сохранения среды обитания: научные статьи Междунар. науч. – практ. конф., Брест 23–25 апр. 2014 г. Брест, 2014. Ч.П. С. 29–33.
   Глобальные проблемы биосферы. Чтения памяти акад. А. Л. Яншина. Вып. 1. М., 2003.
   Джамалов, Р.Г. Ресурсы подземных вод по частям света и странам мира / Р.Г. Джамалов, Т.И. Сафронова // Известия РАН. Сер. геогр. 2010. № 3. С. 52–60.
   Догановский, А.М. Гидросфера Земли / А.М. Догановский, В.Н. Малинин. СПб., 2004.
   Деев, М.Г. Мировой океан. Основные параметры морской воды / М.Г. Деев // Газета «География». 2009. № 20. С. 7–12.
   Деев, М.Г. Тропические циклоны / М.Г. Деев // Газета «География». 2014. № 2. С. 4–5.
   Исаченко, А.Г. Теория и методология географической науки /А.Г. Исаченко. М., 2004.
   Калесник, С.В. Общие географические закономерности Земли / С.В. Калесник. М., 1970.
   Калесник, С.В. Основы общего землеведения / С.В. Калесник. М., 1955.
   Киселёв, В.Н. Основы экологии / В.Н. Киселев. Минск, 2002.
   Климов, Г.К. Науки о Земле / Г.К. Климов, А.И. Климова. М., 2012.
   Котляков, В.М. Избранные сочинения в шести книгах. Кн. 3. География в меняющемся мире / В.М. Котляков. М., 2001.
   Логинов, В.Ф. Радиационные факторы и доказательная база современных изменений климата / В.Ф. Логинов. Минск, 2012.
   Любушкина, С.Г. Естествознание. Землеведение и краеведение / С.Г. Любушкина. М., 2002.
   Максаковский, В.П. Географическая картина мира. Глобальные проблемы человечества / В.П. Максаковский. Ярославль, 1996.
   Максаковский, В.П. Географическая культура /В.П. Максаковский. М., 1998.
   Максаковский, 5.77. Общая экономическая и социальная география: курс лекций в двух частях /В.П. Максаковский. М., 2009. 4.1.
   Марцинкевич, Г.И. Ландшафтоведение / Г.И. Марцинкевич. Минск, 2007. Мильков, Ф.Н. Общее землеведение / Ф.Н. Мильков. М., 1990.
   Михайлов, В.Н. Общая гидрология / В.Н. Михайлов, А.Д. Добровольский. М., 1991.
   Михайлов, Н.И. Физико-географическое районирование / Н.И. Михайлов. М., 1985.
   Никонова, МЛ. Землеведение и краеведение / М.А. Никонова, П.А. Данилов. М., 2002.
   Никонова, МЛ. Практикум по общему землеведению и краеведению / М.А. Никонова, П.А. Данилов. М., 2002.
   Основы экологии атмосферы: ч. 3 / Л.Т. Матвеев [и др.]. Казань, 2002. Переведенцев, 70.77. Основы экологии атмосферы / Ю.П. Переведенцев, Ю.Л. Матвеев, В.Д. Тудрий. Казань, 2001. Ч. 2.
   Семенченко, Б.А. Физическая метеорология / Б.А. Семенченко. М., 2002. Современные глобальные изменения природной среды: в 4 т. М., 2006. Т. 1. Современные глобальные изменения природной среды: в 4 т. М., 2006. Т. 2. Современные глобальные изменения природной среды: в 4 т. М., 2012. Т. 3. Факторы глобальных изменений.
   Современные глобальные изменения природной среды: в 4 т. М., 2012. Т. 4. Факторы глобальных изменений.
   Творцы отечественной науки. Географы / отв. ред. и сост. В.Ф. Есаков. М., 1996.
   Фащук, Д.Я. Мировой океан / Д.Я. Фащук. М., 2002.
   Хромов, С.П. Метеорология и климатология / С.П. Хромов, М.А. Петросянц. М., 2006.
   Шубаев, Л.П. Общее землеведение / Л.П. Шубаев. М., 1977.
   Экологические функции литосферы / под ред. В. Т. Трофимова. М., 2000.
//-- Справочные материалы --//
   Атмосфера: справ. Л., 1991.
   Бердышев, С.Н. Популярный географический энциклопедический словарь / С.Н. Бердышев. М., 2002.
   Биосфера: загрязнение, деградация, охрана: краткий толковый словарь / Д.С. Орлов [и др.]. М., 2003.
   Географический энциклопедический словарь. Географические названия / гл. ред. А.Ф. Трешников. М., 1989.
   Котляков, В.М. География: понятия и термины: пятиязычный академический словарь: русский – английский – французский – испанский – немецкий / В.М. Котляков, А.И. Комарова. М., 2007.
   Географический энциклопедический словарь / под ред. В.М. Котлякова. М., 2003.
   Геаграфія у тзрмінах і паняццях: энцыкл. даведнік. Мінск, 2003.
   Гледко, Ю.А. Словарь специальных терминов по общему землеведению: для студентов геогр. спец. / Ю.А. Гледко, О.М. Ковалевская. Минск, 2009.
   Левашов, Е.А. Географические названия: слов. – справ / Е.А. Левашов. СПб., 2000.
   Ситник, КМ. Биосфера. Экология. Охрана природы: справ, пособие / К.М. Сытник, А.В. Брайон, А.В. Гордецкий. Киев, 1987.
   Реймерс, Н.Ф. Природопользование: слов. – справ. / Н.Ф. Реймерс. М., 1990.
   Российский энциклопедический словарь: в 2 кн. / гл. ред. А.М. Прохоров. М., 2000.
   Четырехъязычный энциклопедический словарь терминов по физической географии / сост. И.С. Щукин. М., 1980.
   Энциклопедия для школьников и студентов: в 12 т. / под общ. ред. В.И. Стражева. Минск, 2011. Т. 3. Земля. Вселенная.
//-- Атласы --//
   Атлас географический справочный. М., 1987.
   Атлас мира. М., 2000.
   Атлас стран мира. М., 2003.
   Большой атлас школьника. М., 2000.
   Большой географический атлас мира / пер. с исп. И.М. Вершининой, Н.А. Врублевской. М., 2004.
   Географический атлас мира / пер. с нем. М., 1999.
   Географический атлас мира. М., 1997.
   Нацыянальны атлас Беларусь Минск, 2002.
   Обзорно-географический атлас мира. Изд. доп. М., 2012.

Юлия Александровна Гледко Общее землеведение: учебное пособие