Текст книги "Основы биогеографии"

Тектонические процессы, предопределяя форму, размеры, архитектонику и целостность массивов суши, независимо от космических причин создают на земной поверхности дополнительные к инсоляционным поясам элементы экографии.

Их олицетворением чаще всего почему-то считают литосферные плиты. Однако это не так. Из концепции тектоники плит следует, что эти образования – явление преходящее в геологическом времени. Каждая из плит – это всего лишь комбинация более древних и стабильных блоков, набор и количество которых, в отличие от плит, не меняются с докембрия. Это из них, как из стекляшек в калейдоскопе, складывается или расчленяется мозаика литосферных плит. Эти вечные блоки получили название кратоны (Стамп, 1975). Географическая история каждого из них напоминает судьбу песчинки, постепенно обрастающей жемчужными слоями в теле моллюска. В кратоне роль песчинки играют докембрийские кристаллические щиты, вокруг которых консолидируются в земной мантии менее древние и прочные платформенные участки. Они сформировались отчасти в докембрии, а большей частью в палеозое и мезозое и нередко обрамляются более молодыми краевыми поднятиями. В такой интерпретации понятие кратона не противопоставляется орогонам (зонам сжатия). Последние по линии их водораздела делятся между кратонами, становясь их высокими бортами. При таком подходе кратон оказывается, во-первых, категорией безальтернативной. Во-вторых, общее количество таксономических элементов геоэкографии сокращается до обозримого предела, что удобно для биогеографических целей. В-третьих, такие кратоны легко вписываются в систему литосферных плит как элементы их генезиса независимо от абсолютного возраста и этапа трансформации плиты. Например, Европейский кратон составляют: Фенно-Скандийский и Донецкий щиты, а также Русская платформа с Балтийским и Понто-Хвалынским прогибами, спаявшая щиты воедино и, наконец, краевые поднятия гор Западного Урала (герцинская складчатость), Норвегии (каледонская складчатость), Атласско-Аппенинская и Альпийско-Карпатско-Кавказская горные дуги (альпийская складчатость), восточные склоны подводных Срединно-Атлантического хребта и хребта Ломоносова в Ледовитом океане. Сибирский кратон консолидирует в себе Алданский и Анабарский докембрийский щиты и Сибирскую платформу с Обским, Таймырским и Ленским прогибами, а также герцинские краевые поднятия Восточного Урала, Верхоянского и Черского хребтов, Алтае-Саянского и Байкальско-Станового нагорий, образованных байкальской складчатостью и Казахского мелкосопочника каледонского возраста. Амеразийский кратон включает Лаврентийский и Гренландский щиты, Канадскую платформу, а также краевые поднятия Яно-Индигирского и Колымского нагорий, Анадырского хребта, Алеутской гряды, Кордильер (байкальская складчатость), Мексиканского нагорья кайнозойского возраста, Срединно-Атлантического и Ломоносовского подводных хребтов и прогибов: Баффинова, Берингова морей и Парапольского дола на Камчатке. Кроме того, в состав кратонов входят участки, погружённые в океан между материковой частью кратона и соответствующих срединно-океанических хребтов (рис. 26).

Рис. 26. Кратоны – ключевые блоки геоэкографии:

1 – Лавразийский (Лаврентийский), 2 – Европейский, 3 – Сибирский, 4 – Тихоокеанский (Пацифический), 5 – Наска, 6 – Южно-Американский, 7 – Африканский, 8 – Индийский (Деканский), 9 – Китайский, 10 – Австралийский, 11 – Антарктический.

Количество кратонов практически не меняется с докембрия. Их всего-навсего 11: Лавразийский, Европейский, Сибирский, Китайский, Индийский, Афро-Аравийский, Австралийский, Южно-Американский, Антарктический, Тихоокеанский, Наска. Большинство кратонов находятся в континентальном режиме булыиую часть времени своего существования. Только Тихоокеанский и Наска почти полностью погружены под воды океана. Кратоны, будучи образованиями сугубо планетарными, в отличие от инсоляционных поясов, имеют границы, хоть и не линейные, но чётко означенные линиями горных цепей. Кратоны целиком, а чаще своими частями, входят в пределы соответствующих инсоляционных поясов, деля их на ярко выраженные секторы. Например, в бореополярном инсоляционном поясе находятся северные оконечности трёх кратонов: Лавразийского, Европейского и Сибирского. Центральные части этих же кратонов входят в пределы бореомедиального инсоляционного пояса. Кроме того, там же пребывают северные половинки Китайского, Индийского и Тихоокеанского кратонов, а также северная треть Афро-Аравийского кратона. Территория экваториального инсоляционного пояса распределена между Лавразийским, Южно-Американским, Индийским, Китайским, Австралийским, Тихоокеанским и Наска кратонами. Пределы нотмедиального инсоляционного пояса заняли части Южно-Американского, Афро-Аравийского, Австралийского, Тихоокеанского и Наска кратонов. Нотполярный инсоляционный пояс подстилается единственным Антарктическим кратоном.

Поскольку кратонные секторы в пределах каждого инсоляционного пояса имеют разный возраст, разную историю, формируют разную подстилающую поверхность, неплохо обособлены друг от друга преградами, значимыми для перемещения большинства организмов, то жизни предоставляется любезная возможность в каждом из секторов развиваться по оригинальному сценарию. Это создаёт предпосылки к возникновению разных фаун, флор, биот. Важнейшее значение для уровня биоразнообразия имеет количество кратонов в том или ином инсоляционном поясе, предопределяющее количество своеобразных по экологическим условиям крупных элементов экографии. Максимальными возможностями в этом плане обладает экваториальный пояс, в котором сосредоточены части семи кратонов. К северу и югу их количество последовательно убывает от пояса к поясу, как в Северном, так и в Южном полушариях Земли, предопределяя снижение биоразнообразия.

1. Что сделал для биогеографии А.Вегенер?

2. Чем отличаются друг от друга зоны сжатия, растяжения, наползания?

3. Каковы тенденции движения литосферных плит в прошлом, настоящем и будущем?

4. Что такое кратон? Назовите их и покажите на карте.

Глава 6
Влияние других планетарных факторов на геоэкографию

Весь физический мир – чистая страница, на которой мы пишем и стираем наши зыбкие и переменчивые объяснения сущему.

Т. Уальдер

Земная поверхность сложена веществом, находящимся в твердом, жидком и газообразном состояниях. В разных местах Земли вещество трёх фаз перемешано в разной пропорции, образуя специфический конгломерат. В зависимости от доли той или иной фазы, различают почву, воду и воздух, которые и составляют среды, потенциально пригодные для жизни. Все три имеют разную массу и кинетические свойства, поэтому распределяются по земной поверхности неравномерно. Воздух образует сплошной слой, располагающийся выше других фаз. Вода образует сплошную фазу лишь в углублениях литосферы, а почва располагается сплошной толщей только на выпуклых участках. В итоге, на земной поверхности сложились два типа геосистем: водные – с воздухом сверху, водой посредине и твёрдой корой снизу, и сухопутные – с воздухом сверху, почвой посредине и водой (грунтовой или пластовой) снизу.

Сочетание океана и суши сложилось на Земле уже на самых ранних стадиях её планетарной истории.

Вода, согласно представлениям А.П. Виноградова, образовалась из содержащих водяной пар лав, выплавляющихся при разогреве недр в первый миллиард лет существования Земли. В архее воды было мало. С протерозоя масса воды в среднем растёт. Этот тренд, по А.С. Монину (1980) будет продолжаться ещё 2 млрд, лет, если не помешает разогрев атмосферы, вследствие так называемого “парникового эффекта”. Образование стабильных массивов суши тоже произошло в докембрии. С тех пор между сушей и океаном с переменным успехом идёт непрерывная “битва” за пространство земной поверхности. Сегодня суша и океан распределены по земной поверхности очень неравномерно. На сушу приходится 29 %, на океан – 71 % площади. Однако в Северном полушарии доля суши возрастает до 39 %, а в Южном сокращается до 17 %.

Водное и сухопутное пространство, т. е. акваторию и территорию, традиционно противопоставляют друг другу, что и отразилось в параллельном, довольно независимом, существовании морской и сухопутной биогеографий. Их обособление являются платой меркантильным причудам становления науки. По сути же дела, вода и суша непрерывно и тесно взаимодействуют, образуя общую систему прямых и обратных связей в виде процессов влаго-тепло-солеобмена.

Реки, текущие с сухопутной части кратона в прилегающий сектор океана, сносят туда воду, ранее испарившуюся из него же и перемещенную когда-то с осадками на ближайшую сушу. Под действием солнечной радиации с поверхности Мирового океана ежегодно испаряется приблизительно 450 тыс. км² воды. Девять десятых её проливается дождями тут же над океаном. Остальная (примерно 45 тыс. км²) выпадает с летними и зимними осадками на суше, но потом снова возвращается реками в океан. Поскольку в течение года такая циркуляция происходит несколько раз, то общее количество воды, выпадающей над сушей, составляет не 45 тыс. км², а в три раза больше, как минимум. Такие реки, как Обь и Енисей, ежегодно выносят в Карское море около 1 тыс. км², Днепр выносит в Черное море 52 км², Волга в Каспийское море – 270 км² воды. Следовательно, все реки, озера и даже подпочвенные воды являются всего лишь звеньями общего круговорота воды между сушей и океаном (рис. 27).

Рис. 27. Упрощённая схема круговорота воды между сушей и морем.

Связь суши и океана проявляется также в том, что реками в ближайший водоём перманентно сносятся сухопутные твердые осадки, которыми выстлано дно океанов, морей и озёр. С другой стороны, реки выполняют функцию океанских “метастазов”, пронизывающих тело суши на всём её протяжении. По рекам во время сильных приливов, штормов, ураганов, цунами под мощным напором нагнетается вглубь суши на десятки и сотни километров морская вода со всем её океанским содержимым. В результате, морские по происхождению организмы испокон века имели возможность вторгаться вглубь суши. Забегая вперёд, приведем лишь несколько ярких примеров, иллюстрирующих высказанное положение. Так называемые полупроходные рыбы (кета, горбуша, сёмга, голец и другие), которые живут большую часть времени в море, идут на нерест в реки далеко вглубь континентов. Тупорылая акула чувствует себя и в океане, и в реках как дома. Например, по реке Ганг на полуострове Индостан эта хищница проникает вглубь суши на десятки, иногда сотни километров. Среди миног имеются как морские, так и пресноводные формы. Представители китообразных (пресноводные дельфины) по реке Амазонке в Южной Америке, реке Конго в Африке, рекам Китая и Индокитая проникают вглубь континента на тысячи километров. Некоторые из них способны долго жить в затопленных болотах и лесах далеко от океанской родины (Нейл, 1973). Ещё больше подобных примеров среди птиц, беспозвоночных животных и растений. Все они демонстрируют, что вода и суша предстают вполне совместимыми субстратами, что находит яркое отражение в структуре земного пространства, многие элементы которого интегрируют в себе водную и сухопутную среды жизни.

Как известно, акватория Мирового океана делится географами на четыре макроводоёма: Атлантический, Тихий, Индийский и Северный Ледовитый океаны. Деление это, надо сознаться, является чисто физиономическим и формальным. Границы между океанами проведены условно. Зато, в соответствии с теорией тектоники литосферных плит, океаны существуют не сами по себе, а являются принадлежностью соответствующих кратонов, но не целиком, а частями, обособленными срединно-океаническими хребтами. При этом разные части одного океана оказываются “собственностью” разных кратонов. Так западная часть Атлантики принадлежит Лавразийскому и Южноамериканскому кратонам, а восточная – Европейскому и Африканскому. Индийский океан поделен между Африканским, Индийским, Австралийским и Антарктическим кратонами; Тихий – между Лавразийским, Южноамериканским, Китайским, Антарктическим, Австралийским и Наска; Северный Ледовитый океан распределён между Лавразийским, Сибирским и Европейским кратонами (рис. 28).

Рис. 28. Пределы океанических бассейнов:

1 – Ледовитоморский, 2 – Атлантический, 3 – Индийский,

4 – Тихоокеанский, 5 – территории без стока в океаны.

Взаимосвязь океанской и континентальной частей кратона взаимообусловлена не только территориально, но конструктивно и даже функционально. Как правило, океан воздействует не на всю сухопутную территорию соответствующего кратона, а лишь до ближайшего макроводораздела, откуда берут начало главные реки, впадающие в прилегающую часть этого океана.

Кроме океанов с “подотчётными” им сухопутными территориями, значительные площади на земной поверхности занимают “запертые” внутри суши моря и участки суши, где речной сток, влаго– и солеоборот тоже замкнуты внутри материков вне связи с каким-либо океаном. Это, как правило, рудименты бывших морей с остаточными крупными водоёмами, пресными или солёными, постоянными или периодически высыхающими, изменчивые по площади и местоположению. Примером таких водоёмов могут служить озёра Лоб-Нор в Китае, Чаны в Западной Сибири, Эйр в Австралии и другие.

Наконец, существуют территории вокруг полюсов сплошь покрытые многокилометровой толщей льда.

С учётом речного стока и водоразделов, роль которых играют высокие горные поднятия, территория кратонов оказывается расчленённой на несколько обособленных структурных подразделений более низкого ранга. Эти структурные элементы экографии принято именовать стоковыми бассейнами. Каждый из них объединяет: а) территорию, занятую бассейнами всех рек, текущих в прилегающую часть соответствующего океана; б) акваторию, т. е. ту часть прилегающего океана, куда сносятся осадки с водосборного бассейна. Принимая во внимание единство аква – и территории, пожалуй, можно говорить о терраакватории бассейна.

В рамках Лавразийского кратона обособляются терраакватории Лавразийско-тихоокеанского, Лавразийско-ледовитоморского и Лавразийско-атлантического бассейнов. Кроме того, относительно небольшую часть этого же кратона занимает бассейн, не имеющий сейчас связи с океанами. Центром его (бассейна) служит Большое Солёное озеро внутри горной системы Кордильер.

Европейский кратон распределен между Евро-ледовитоморским, Евро-атлантическим и внутренними: Евро-балтийским и Евро-понто-хвалынским бассейнами. Последний включает в себя Чёрное, Азовское, Каспийское, Аральское моря и водосборную площадь Дуная, Волги, Днепра, Урала, Днестра, Дона, Эмбы, Сыр-Дарьи и Аму-Дарьи.

Сибирский кратон занят терраакваторией единого Сибирско-ледовитоморского бассейна.

Китайский кратон включает терраакватории Китайско-пацифического и внутреннего Китайско-таримско-гобийского бассейнов с центрами в озёрах Лоб-Нор, Убсу-Нур и других. Эти озёра, и сегодня не маленькие, когда-то в меловое время тоже представляли собой гигантский внутриконтинентальный бассейн в половину Монголии, да и позже неоднократно разливались вдесятеро шире, чем сегодня (Мартинсон, 1974).

Африканский кратон включает терраакватории бассейнов Афро-атлантическо-го, Афро-индийского и внутреннего Чадского и Афро-средиземноморского бассейнов. Известно, что во влажные периоды голоцена озеро Чад достигало размеров, сопоставимых с Каспийским морем. Кроме того, на юге Африканского кратона выделяется небольшой по площади Афро-калахарский внутренний бассейн.

Южноамериканский кратон включает терраакваторию единственного Южно-американско-атлантического бассейна. Антарктический кратон делится на два бассейна: Антаркто-тихоокеанский и Антаркто-индийский, но лишь в том случае, если ледник, растаяв, освободит хотя бы неширокую береговую кромку. В рамках Австралийского кратона выделяются два бассейна: Австрало-индийский, Австрало-пацифический.

Очень коротенькие горные речки и ручьи, текущие в Тихий океан с Кордильер и Анд западнее водораздела, а также со склонов вулканов пограничных островных цепей западной Пацифики, позволяют выделить бассейновые структуры экографии даже в пределах Пацифического (Тихоокеанского) и Наска кратонов.

Особые стоково-водосборные элементы геоэкографии составляют Гренландский и Антарктический гляциобассейны, где вода застыла практически в инертном состоянии, Тем не менее, там имеется водосбор, произошедший в далеком прошлом, и современный, очень своеобразный, “сток” в виде айсбергов, регулярно сбегающих в прилегающие океаны на свидание с очередным “Титаником”.

Магма, выпучивающаяся из земных недр, расколы и столкновения литосферных плит, переотложение твердых осадков климатическими агентами и водными протоками, а также другие факторы отнюдь не способствуют формированию идеально ровной поверхности. Поэтому земная кора получилась похожей на скомканное одеяло. На всем протяжении 510 млн. км² и в рамках любого кратона вздыбленные к небу горные хребты и плоскогорья чередуются с низкими и относительно гладкими равнинами, а также с углублёнными чашами, заполненными морской водой. Общий перепад высот на Земле достигает примерно 20 тысяч метров: около 9 тысяч вверх, и более 11 тысяч вниз от уровня поверхности Мирового океана (рис. 29).

Горные системы – орогоны, что происходит от греч. oros – гора, являются результатом столкновения кратонов, поэтому обрамляют их в местах стыковки как высокий многослойный крепостной забор. Такое образование состоит из системы горных хребтов или плато параллельного или веерного простирания. Они чередуются с узкими ущельями и широкими пологими котловинами. Примером старинного уже нивелированного орогона герцинского возраста могут служить Уральские горы, средневозрастного – Алтае-Саянское нагорье, молодого – горы Альпы, Гималаи, Кордильеры.

Наряду с орогонами, при столкновении кратонов формируются по одну или обе стороны гор широкие плоские прогибы. Они либо заполнены водой, либо имеют континентальный режим. Примером служат неглубокие, частично осушенные, внутренние моря – Средиземное, Балтийское, Чёрное, Каспийское, Карибское и другие. Со временем они заполняются морскими и континентальными осадками и становятся сушей. Такая судьба постигла территории Западно-Сибирской, Индо-Гангской, Кумо-Манычской, Туранской, Месопотамской низменностей.

Глубокие корытообразные впадины образуются по обе стороны срединно-океанических хребтов при расхождении кратонов в разные стороны. Их геоморфология естественным образом предусматривает заполнение водами мирового океана. Наконец, при наползании одной плиты на другую возникают как следствие разницы их веса, параллельно им цепочки гористых островов, глубоководные желоба и окраинные мелководные моря между ними и материком. Таковы Берингово, Охотское, Японское, Южно-Китайское и другие моря Тихого океана.

С изменением высоты места меняется его удаленность от космического источника инсоляции, а также от мантии планеты с её агентами влияния. В результате, от вершин гор до океанских глубин меняется гравитация, фазовый состав субстрата, баланс энергии, обеспеченность светом, теплом, солями и т. д. Изменения носят градиентный характер. Например, на суше температура воздуха падает на 0,6 градуса с подъёмом в горы на каждые 100 метров. От поверхности океана вглубь температура снижается на 1–2 градуса с каждой тысячей метров. Вдоль градиента можно выделить типовые геоморфологические модули, именуемые на суше высотными, а в океане – батическими (от греч. bathos – глубина) зонами. Сухопутные территории, поднятые выше 500–600 метров над уровнем океана, именуют горными. Лежащие ниже аккумулятивные равнины, приподнятые над уровнем Мирового океана на 100–500 м, относятся ко второму типу элементов геоэкографии, обусловленных рельефом местности. Третий тип составляют океанические чаши. В рамках каждого типа соответственно высотному градиенту можно вычленить более частные выделы. В горах различают высокогорья (выше 4 тыс. м), среднегорья (4–1 тыс. м) и низкогорья (1000-500 м). Можно также вычленять в качестве элементов гор: хребты, ущелья, котловины и т. д. Среди равнин различают низкие плоскогорья (500–600 м), всхолмленные равнины (300–500 м) и низменности (от 200 м и вплоть до лежащих ниже уровня океана).

Рис. 29. Вертикальная биогеографическая поясность в Мировом океане (А) и общая для суши и океана (Б) (по: Кафанов, Кудряшов, 2000).

Например: Турфанская впадина в Центральной Азии, Долина смерти в североамериканских Кордильерах, впадина Каттара в Северной Африке, берега залива Кара-Богаз-Гол в Туркмении и т. д. В пределах океанских впадин выделяют зоны: материковой отмели или шельфа – литораль (0 -200 м), материкового склона или батиаль (200-2500 м), ложа океана или абиссаль (2500–6000 м) и глубоководных желобов или ходаль (6000-11000 м) по Кафанову, Кудряшову (2000).