Maa geograafilise kesta tunnused. Geograafiline ümbrik, selle omadused ja terviklikkus Millised on geograafilise ümbriku peamised omadused

Geograafiline ümbris on Maa terviklik ja pidev kest, mis on moodustunud üksikute geosfääride - litosfääri, hüdrosfääri, atmosfääri ja biosfääri - ainete vastastikuse läbitungimise ja vastasmõju tulemusena. Selle piirid on ebaselged, mistõttu teadlased määratlevad neid erinevalt. Ülemiseks piiriks võetakse osooniekraan 25-30 km kõrgusel, alumine piir võetakse litosfääri sees mitmesaja meetri sügavusel, mõnikord kuni 4-5 km sügavusel või piki ookeanipõhja. See koosneb täielikult hüdrosfäärist ja biosfäärist, suuremast osast atmosfäärist ja osast litosfäärist. Geograafiline ümbris moodustab keeruka dünaamilise süsteemi, mida iseloomustab ainete olemasolu kolmes agregatsiooni olekus - tahkes, vedelas ja gaasilises olekus, oksüdeeriv keskkond ja elusaine, aine keeruline migratsioon vee, hapniku ja elusorganismide osalusel. , päikeseenergia kontsentratsioon ja hulgaliselt erinevat tüüpi vaba energiat .

Geograafiline ümbris katab kogu planeedi, seetõttu peetakse seda planeedikompleksiks. Siin puutuvad kõik kestad tihedalt kokku ja läbivad omavahel ning elu keskendub. Geograafiline kest sisaldab elavat inimühiskonda, sellel on mitmeid eripärasid. Seda eristab mitmekesine koostis ja energiatüüp. Geograafiline ümbris on heterogeenne mitte ainult vertikaalses, vaid ka horisontaalses suunas. See eristub eraldiseisvateks looduslikeks kompleksideks – Maa pinna suhteliselt homogeenseteks osadeks. Selle eristumine looduslikeks kompleksideks on tingitud selle eri osade ebaühtlasest soojusvarustusest ja maapinna heterogeensusest.

Geograafilise ümbriku tsoonilised omadused

Geograafilisel ümbrikul on mitmeid seaduspärasusi. Olulisemad neist on: terviklikkus, arengu rütm, horisontaalne tsoneerimine ja kõrgusvöönd. Terviklikkus on geograafilise kesta ühtsus, mis tuleneb selle komponentide vastastikusest seotusest. Ühe komponendi muutus toob kindlasti kaasa muutuse ka teistes. Seega toovad metsad kaasa terve looduslike muutuste ahela: metsataimed ja loomad kaovad - mullad hävivad ja uhutakse minema - põhjavee tase langeb - jõed muutuvad madalaks. Terviklikkus saavutatakse aine ja energia ringluse kaudu (atmosfääri tsirkulatsioon, merehoovuste süsteem, veeringe, bioloogiline tsükkel). Need tagavad protsesside ja nähtuste korratavuse ning soodustavad looduslike komponentide vahelisi suhteid.

Tänu Maa pöörlemisele ümber oma telje ja Päikese, maapinna ebaühtlasest kuumenemisest korduvad kõik geograafilises ümbrises toimuvad protsessid ja nähtused teatud aja möödudes. Nii tekib rütmilisus – loodusnähtuste ja protsesside loomulik kordumine ajas. On päeva- ja hooajarütme, näiteks päeva ja öö vaheldumine, aastaajad, mõõn ja hooaeg jms. On rütme, mis teatud aja möödudes korduvad: järvede kliima kõikumiste ja veetasemete aknad jms.

Tsoneerimine on looduslike komponentide ja looduslike komplekside loomulik muutumine suunas ekvaatorilt poolustele. Seda põhjustavad Maa sfäärilisusest tulenevad erinevad soojushulgad. Tsoonikompleksid hõlmavad geograafilisi vööndeid ja looduslikke vööndeid. Geograafilised vööd on kõige tsoonilisemad kompleksid, mis ulatuvad laiussuunas (ekvatoriaalne, subekvatoriaalne, troopiline jne). Iga geograafiline vöönd on jagatud väiksemateks looduslike vööndite kompleksideks (stepid, kõrbed, poolkõrbed, metsad).

Kõrgustsoonilisus on looduslike komponentide ja looduslike komplekside loomulik muutus koos tõusuga mägedesse nende jalamilt tippudeni. Selle põhjuseks on kliimamuutused kõrgusega: temperatuuri langus (0,6 ° C võrra iga 100 m tõusu kohta) ja kuni teatud kõrguseni (kuni 2-3 km) sademete suurenemine. Ekvaatorilt poolustele liikudes on kõrgusvööndis samasugune järjestus nagu tasandikul. Looduslikud tsoonid mägedes muutuvad aga palju kiiremini kui looduslikud vööndid tasandikel. Lisaks on mägedes spetsiaalne subalpiinide ja loopealsete niitude vöö, mida tasandikel ei leidu. Kõrgustsoonide arv, mis algavad selle horisontaalvööndi analoogiga, milles mäed asuvad, sõltub mägede kõrgusest ja asukohast.

Geograafilise ümbrise olemuse olulisemate kvalitatiivsete omaduste ja tunnuste väljaselgitamine on selle eristamise põhimustrite mõistmise vältimatu tingimus.

I Nagu juba märgitud, on geograafiline kest keeruline, ajalooliselt väljakujunenud ja pidevalt arenev, terviklik ja kvalitatiivselt ainulaadne materjalisüsteem. Sellel on järgmised olulised omadused:

1) - selle kvalitatiivne originaalsus, mis seisneb selles, et ainult selle piirides on aine samaaegselt kolmes füüsikalises olekus: tahke, vedel ja gaasiline. Sellega seoses koosneb geograafiline ümbris viiest kvalitatiivselt erinevast, omavahel läbitungivast ja vastastikku toimivast geosfäärist: litosfäär, hüdrosfäär, atmosfäär, biosfäär ja paleosfäär. Igas neist on mitu komponenti. Näiteks litosfääris eristatakse iseseisvate komponentidena erinevaid kivimeid, biosfääris - taimi ja loomi jne.

2) - kõigi selle geosfääride ja osade tihe vastasmõju ja vastastikune sõltuvus, mis määrab selle arengu. Inimkonna kogemus on näidanud, et geograafiline ümbris ei ole mitte mitmesuguste üksteisest sõltumatute objektide ja nähtuste konglomeraat, vaid kompleksne kompleks, ühtset tervikut esindav looduslik süsteem. Piisab ainult selle tervikliku süsteemi ühe lüli muutmisest, et põhjustada muutusi kõigis selle teistes osades ja kompleksis tervikuna. Inimühiskond, kes muudab loodust loodusvarade ratsionaalsema kasutamise eesmärgil, peab arvestama kõigi võimalike mõjude tagajärgedega selle süsteemi üksikutele osadele ja vältima soovimatuid muutusi selles. Seega, põletades Kuuba mägede nõlvadel metsi ja saades tulekahju tuhast väetist vaid ühe põlvkonna väga tulusate kohvipuude jaoks, ei hoolinud Hispaania istutajad sellest, et troopilised vihmad uhusid seejärel minema niigi kaitsetu pealmise pinnasekihi. , jättes maha vaid paljad kivid ( Yurenkov, 1982). Kõigil juhtudel, kui on tegemist mõne loodusliku süsteemi osa laiaulatusliku mõjutamisega, peaks valitsema mõistlik lähenemisviis. Näiteks esitati 80ndatel. 20. sajandil ja Nižneobi hüdrokompleksi loomise projekt, mida endise NSV Liidu Riiklik Plaanikomitee ei kiitnud, nägi ette Siberi jaoks väga odava ja suures koguses hädavajaliku energia hankimist. Kuid Obi jõe alamjooksul tammi ehitamise tulemusena oleks tekkinud üleujutusvööndi kujul tohutu meri, mis oleks jääs olnud umbes üheksa kuud aastas. See omakorda muudaks oluliselt külgnevate territooriumide kliimat ning avaldaks soovimatut mõju põllumajandusele, tööstusele ja inimeste tervisele. Üleujutataks maavarad (nafta, gaas jne), miljonid hektarid põllumaad ja metsad, mis (muu hulgas) on kõige olulisemad hapnikutootjad. Valmis diplomirobotid on kiired ja odavad, kõik see on leitav veebisaidilt zaochnik.ru. Samuti saab siit tellida praktikaaruande, essee, semestritöö, lõputöö.

Geograafilise kesta kõigi geosfääride ja komponentide koosmõju üheks olulisemaks ilminguks on pidev aine ja energia vahetus, mistõttu geograafilise kesta kõik küljed ja komponendid, mis koosnevad peamiselt kindlast, ainulaadsest keemiliste ainete kombinatsioonist, on reeglina sisaldama ka teatud kogust aineid, mis moodustavad suurema osa ülejäänud komponentidest või on selle põhiosa derivaadid (A.A. Grigorjev, 1952, 1966). Geograafilise kesta kõigi külgede, komponentide ja osade koostoime, nende sisemised vastuolud on selle pideva arengu, keerukuse, ühest etapist teise ülemineku peamiseks põhjuseks.

3) - see terviklik materiaalne süsteem ei ole välismaailmast isoleeritud, ta on sellega pidevas interaktsioonis. Geograafilise kesta välismaailm on ühelt poolt Kosmos ja teiselt poolt maakera sisesfäärid (vahevöö ja maa tuum).

Koostoime kosmosega avaldub eelkõige päikeseenergia tungimises ja muundamises geograafilises ümbrises, aga ka viimasest lähtuvas soojuskiirguses. Geograafilise ümbrise peamiseks soojusallikaks on päikesekiirgus – 351 10 22 J/aastas. Maa sügavustes toimuvate protsesside tõttu saadav soojushulk on väike - umbes 79x10 19 J/aastas (Rjabtšikov, 1972), s.o 4400 korda vähem.

Koos päikese ja muu kosmilise energiaga siseneb Maale meteoriitide ja meteooritolmu kujul pidevalt tähtedevaheline aine (kuni 10 miljonit tonni aastas; Yurenkov, 1982). Samal ajal kaotab meie planeet pidevalt kergeid gaase (vesinik, heelium), mis atmosfääri kõrgetesse kihtidesse tõustes põgenevad planeetidevahelisse ruumi. Seda keemiliste elementide vahetust Maa ja kosmose vahel põhjendas V.I. Vernadsky. Raud, magneesium, väävel ja muud elemendid rändavad maapõuest Maa sügavamatesse sfääridesse ning räni, kaltsium, kaalium, naatrium, alumiinium, radioaktiivsed jm elemendid tulevad sügavamatest sfääridest.

Geograafilise kesta koostoime Maa sisesfääridega avaldub ka keerulises energiavahetuses, mis määrab nn azonaalsed protsessid ja ennekõike maakoore liikumised. Vastuolulised, ühtsed ja lahutamatud tsoonilised ja atonaalsed protsessid määravad geograafilise ümbrise kõige olulisema seaduspärasuse – selle tsoonilis-provintsiaalse eristumise.

4) - geograafilises kestas toimub nii uute vormide tekkimine kui ka keerukamate moodustiste lagunemine, s.t rakendub üks põhilisi loodusseadusi - sünteesi ja lagunemise seadus ning nende ühtsus (Gozhev, 1963), mis aitab kaasa geograafilise kesta pidevale arengule ja komplitseerimisele, selle üleminekule ühest etapist teise.

Geograafilise ümbriku arengut iseloomustab rütm ja progresseerumine, see tähendab üleminek lihtsamast keerulisemaks; selle tsoonilisuse ja provintsiaalsuse, looduslike süsteemide struktuuri pidev komplitseerimine.

Geograafilise ümbrise ja selle osade areng allub “heterokroonilise arengu seadusele” (Kalesnik, 1970), mis väljendub geograafilise ümbrise olemuse mitte-samaaegsetes muutustes ühest kohast teise. Näiteks märgiti kahekümnenda sajandi 20-30. Põhjapoolkeral ei olnud "Arktika soojenemine" Maal laialt levinud ja samal ajal täheldati jahenemist mõnel pool lõunapoolkeral.

Geograafilise ümbrise arengu iseloomulik tunnus on looduslike tingimuste suhtelise konservatiivsuse suurenemine, kui liikuda kõrgematelt laiuskraadidelt madalamale. Samas suunas kasvab ka loodusvööndite vanus. Seega on tundravööndis noorim, jääajajärgne vanus; pliotseen-kvaternaaris kujunes peamiselt metsavöönd; pliotseenis - metsastepp, oligotseenis-pliotseenis - stepp ja kõrb.

5) - mida iseloomustab orgaanilise elu olemasolu, mille tekkimisega toimusid põhjalikud muutused kõik teised geosfäärid (atmosfäär, hüdrosfäär, litosfäär).

6) - see on inimühiskonna elu ja tegevuse areen. Praegusel etapil on mõistlik inimene geograafilise ümbriku kõrgeima arenguetapi näitaja.

7) – seda iseloomustab piirkondlik diferentseeritus. Materialistliku dialektika järgi ei välista maailma ühtsus selle kvalitatiivset mitmekesisust. Terviklik geograafiline ümbris on erinevates kohtades heterogeenne ja keeruka struktuuriga. Ühelt poolt on geograafilisel ümbrisel järjepidevus (kõik selle küljed, komponendid ja struktuuriosad on omavahel ühendatud ning aine- ja energiavoolust läbi imbunud; seda iseloomustab jaotuse järjepidevus), teiselt poolt iseloomustab seda diskreetsus. (looduslik-territoriaalsete komplekside olemasolu - NTC) selles pidevas ümbrises, millel on suhteline terviklikkus.) Pealegi ilmneb järjepidevus üldiselt tugevamalt kui katkestus, st geograafiline kest on ühtne tervik, tahke keha ja selle katkestus on tingimuslik, kuna PTC on selle koostisosad, mille vahel ei ole geograafilisele kestale võõraid tühimikke ega moodustisi (Armand D. et al., 1969).

Geograafilise ümbriku osapoolte ja komponentide interaktsioonide kvalitatiivsed erinevused selle erinevates kohtades ning samas ka regionaalne diferentseeritus on eelkõige määratud nende osapoolte ja looduse komponentide kvantitatiivsete näitajate ebavõrdsete vahekordadega. Seega määrab isegi sama palju sademeid erinevatel territooriumidel, kus on erinev teiste looduse komponentide kvantitatiivsete näitajate suhe, nende territooriumide niiskusastme erinevuse koos kõigi sellest tulenevate tagajärgedega. Seega ligikaudu võrdse sademete hulgaga Venemaa põhjapiirkondades ja Kesk-Aasia tasandike põhjaosas (200-300 mm/aastas), kuid oluliselt erinevad päikesekiirguse väärtused, erinevad atmosfääritingimused, ebavõrdne temperatuur. tingimustes, esimesel juhul on puudu soojus ja liigniiskus ning tekivad tundramaastikud, teisel - rohke soojuse ja niiskuse puudumisega - poolkõrbemaastikud.

Geograafilise kesta järjepidevuse ja diskreetsuse omaduste dialektiline ühtsus võimaldab meil eristada füüsilise geograafiaga uuritavate objektide hulgas erineva järgu suhteliselt sõltumatuid looduslik-territoriaalseid komplekse (NTC) - keerulisi geograafilisi süsteeme (geosüsteeme).

Looduslik-territoriaalsed kompleksid on geograafilise ümbrise alad, millel on teistest piirkondadest kvalitatiivselt erinevad looduslikud piirid ning mis kujutavad endast terviklikku ja looduslikku objektide ja nähtuste kogumit. PTC-de suurusjärk ja keerukusaste on väga mitmekesised. Lihtsaim sisekorraldus esineb väikese pindalaga PTC-des (jõesängi kalda PTC-d, moreenmäe nõlv, kuristike külg jne). Auastme kasvades suureneb PTC keerukusaste ja pindala, kuna need sisaldavad juba paljude madalama astme PTC-de süsteeme. Selliste PTC-de näitena võib märkida taiga tsooni Ida-Euroopa provintsi, taiga tsooni tervikuna jne.

PTC-d hõlmavad kõiki või enamikku looduse põhikomponentidest - litogeenset alust, õhku, vett, pinnast, taimestikku ja loomastikku. Need on geograafilise kesta struktuurielemendid.

Mõned füüsikalised geograafid (K.V. Pashkang, I.V. Vasilyeva et al., 1973) jagavad kõik looduslikud kompleksid terviklikeks (nimetatakse looduslik-territoriaalseteks ja koosnevad kõigist looduse komponentidest) ja mittetäielikeks ning koosnevad ühest (üheliikmelised looduslikud kompleksid) või mitmest ( kahe- kaheliikmelised, kolme-kolmeliikmelised looduslikud kompleksid) looduse komponendid. Nende autorite seisukohtade kohaselt on "füüsilise geograafia põhiliseks uurimisobjektiks looduslikud-territoriaalsed kompleksid" ja üheliikmelised (fütotsenoos, õhumass jne), kaheliikmelised (näiteks omavahel seotud biotsenoos). füto- ja zootsenoos) looduslikud kompleksid on vastavate loodusteaduste harude uurimisobjektiks: fütotsenoose uurib geobotaanika, õhumasse dünaamilise meteoroloogia abil, biotsenoose biotsenoloogiaga. Probleemi selline tõlgendus tekitab olulisi vastuväiteid. Esiteks on vaja selgitada, et PTC tervikuna on mitte füüsilise geograafia üldiselt, vaid piirkondliku füüsilise geograafia ja maastikuteaduse peamine uurimisobjekt. Teiseks on nn mittetäielike looduslike komplekside eraldamise seaduslikkus väga kaheldav. Ilmselgelt ei ole loogiline ühest looduse komponendist koosnevaid looduslikke moodustisi nimetada looduslikuks kompleksiks, isegi üheliikmeliseks. Tõenäoliselt on see osa looduslikust kompleksist. Seega ei kujuta jämeda klastmaterjali kogunemine endast looduslikku kompleksi, isegi mitte üheliikmelist. Näitena toodud fütotsenoosi ja biotsenoosi ei eksisteeri looduses "mittetäielike" looduslike kompleksidena. Looduses ei leidu taimekooslusi, mis ei oleks tihedas seoses looduse teiste komponentidega – litogeense baasi, õhu, vee ja loomastikuga. See on materialistliku dialektika kõige olulisema seaduse – organismi ja selle elutingimuste ühtsuse seaduse – üks ilminguid. Ja kui geobotaanik või biotsenoloog tema ees seisvate ülesannete tõttu ei püüa neid seoseid paljastada, ei tähenda see sugugi, et neid seoseid ei eksisteeri, ega anna põhjust nimetada fütotsenoose ja biotsenoose mittetäielikeks looduslikeks kompleksideks.

Fütotsenoosi üheliikmeliseks looduskompleksiks liigitamise kohatus on ilmne juba seetõttu, et biotsenoloog võib sama territooriumi käsitleda kaheliikmelisena, maastikuteadlane aga tervikliku looduskompleksina, mis koosneb kõigist looduse komponentidest. Ülaltoodu kehtib võrdselt ka muude "mittetäielike" komplekside kohta.

Kõik looduslikud kompleksid nende arengu selles etapis on täielikud. See tuleneb juba geograafilise kesta kõige olulisemast seaduspärasusest - kõigi selle geosfääride, komponentide ja struktuuriosade vastastikusest mõjust ja vastastikusest sõltuvusest. Geograafilises ümbrises pole ühtegi komponenti, mis ei kogeks teiste mõju ega mõjutaks neid. See interaktsioon toimub aine ja energia vahetuse kaudu.

Kõige olulisemad tunnused, mille poolest üks PTC erineb teisest, on: nende suhteline geneetiline heterogeensus; kvalitatiivsed erinevused, mille määravad eelkõige nende koostisosade erinevad kvantitatiivsed omadused; erinev loomulik komponentide komplekt ja võrreldavate PTC-de struktuuriosade konjugaat.

§ 10.1. Geograafilise kesta põhiomadused

Geograafiline ümbrik ja selle omadused

Looduse ja ühiskonna vastasmõju uurimine on tänapäeva loodusteaduse üks pakilisemaid probleeme. Analüüsi on soovitatav alustada geograafilise ümbrisega, kus toimuvad väga keerulised protsessid ning toimub aine- ja energiavoogude koostoime.
Maa geograafiline ümbris, sealhulgas maakoor (litosfäär), atmosfääri alumised kihid, hüdrosfäär ja kogu biosfäär, on terviklik, isearenev komplekssüsteem, mis on suhteliselt vedelas tasakaalus. Kõik geograafilise ümbrise komponendid ja selles toimuvad protsessid on tihedalt seotud ja üksteisest sõltuvad. Lisaks mõjutavad selle üksikuid komponente kõik muud komponendid. See muudab sageli täielikult kogu interakteeruva süsteemi algseid omadusi.
Tavaliselt hinnatakse geograafilise kesta keskmiseks paksuseks 50-60 km. Selle ülemine piir asub atmosfääris – tropopausis, s.o. üleminekukiht troposfäärist stratosfääri (vt. joon. 8.3), kõrgusel 8-10 km subpolaarsetel laiuskraadidel, 10-12 km parasvöötme laiuskraadidel, 15-16 km troopilistel laiuskraadidel ja 17 km kõrgusel ekvaatorist. Geograafilise kesta alumine piir asub maakoores. Selle seisukoha osas puudub üksmeel. Mõned teadlased arvavad, et see tuleks läbi viia maakoore selle osa piirkonnas, kus piki- ja põiki elastsete lainete levimiskiirus järsult muutub (Moho piir). Teised teadlased omistavad selle maakoore kõrgematele osadele – piirkonnale, kus atmosfääri, hüdrosfääri ja elusorganismide mõjul toimuvad mineraalainete keemilised ja füüsikalised transformatsioonid (nn hüpergeneesi tsoon). Need protsessid ulatuvad mitmekümne kuni mitmesaja meetri sügavusele.
Geograafiline kest on “põimitud” laiemasse formatsiooni – geograafilisse ruumi, millel on sellele otsene mõju. Väljastpoolt katab geograafiline ruum Maad asümmeetriliselt – see on Päikesele vastassuunas piklik (joon. 10.1). Geograafilise ruumi välispiir on Maa magnetvälja piir – magnetosfäär, mis kaitseb geograafilist ümbrist päikesetuule – laetud plasma (ioniseeritud gaas) ja kosmilise (päikesevälise) päritoluga osakeste voo – toime eest. Need osakesed suunatakse magnetosfääri magnetjoonte abil Maa geomagnetilistele poolustele ja, tungides osaliselt geograafilisse ümbrisesse, avaldavad olulist mõju elusorganismide arengule. Ultraviolettkiirgust püüab kinni osoonikiht, mis toimib geograafilise ümbrise ja selle elusorganismide sisemise kaitsena. Pikalaineline kiirgus (valguskiired), mis tungib vabalt geograafilisse ümbrisesse, tagab fotosünteesi ja sellest tulenevalt hapnikuga varustamise atmosfääri ja ookeaniga.

Geograafiline ümbris põhineb ka geograafilisel ruumil alumise piiri poolel (st geograafiline ruum asub ka Moho piirist allpool). Selle mõju avaldub selles, et maa sisemuse energia tekitas (ja loob) maapinna ebatasasusi, sealhulgas mandreid ja ookeanide süvendeid, litosfääri, mis on oma välisosaga geograafilise kesta osa. Samal ajal sisenevad maa sisemusest geograafilisse kesta kloriidsoolad, mis määravad ookeani keemia jne.
"Geograafilise ümbriku" mõistega on tihedalt seotud idee biosfäär - üks Maa kestadest, mis tekkisid planeedi evolutsiooni käigus ja mida iseloomustab elu olemasolu. Algselt kasutati seda terminit ühe geosfääri tähistamiseks, mis on geograafilise ümbrise osa koos atmosfääri, litosfääri, hüdrosfääriga, kuid erineb neist elusorganismide küllastumise ja nende elutähtsa aktiivsuse produktide poolest. Tänu V.I teostele. Vernadski, kes paljastas elusorganismide tohutu rolli atmosfääri gaasilise koostise loomisel, settekivimite, Maa vete jne kujunemisel. biosfääri all hakati mõistma kogu planeedi Maa välispiirkonda, kus mitte ainult elu ei eksisteeri, vaid mis on ühel või teisel määral elu poolt muudetud või kujundatud.. Biosfääri tekkimine on geograafilise ümbrise arengu oluline etapp, mis eelneb noosfääri (meelesfääri) tekkele.
Aine ja energia aktiivse ringluse tulemusena maapinnal, elukihi ja litosfääri vahetu kokkupuute kohas, mis on elava ja inertse aine vastasmõju keskmes, tekib omapärane. bioinertne moodustis - muld, osalemine litosfääri elementide bioloogilises tsüklis - taimestiku süsteemis. Geneetilise mullateaduse rajaja V.V. Dokutšajev nimetas mulda piltlikult maastiku peegliks. Tõepoolest, muld on geograafilises keskkonnas toimuvate protsesside üsna tundlik näitaja. Taimede juurestik omastab mullast vett ja mineraaltoitaineid. Elementide vahetust mulla ja taimestiku vahel soodustavad juurte ümber elavad mikroorganismid. Taimede maapealsetest osadest langeb surnud orgaaniline aine mullapinnale. Osa sellest, aga ka loomade jäänused ja väljaheited mineraliseeritakse täielikult lihtsateks aineteks, peamiselt mikroorganismide toimel, mida võib nimetada pinnase ja biosfääri “puhastajateks” organismide surnud jäänustest. Selle tulemusena rikastub pinnapealne mullahorisont mitmete biogeensete elementidega, mis on taimestiku poolt laenatud mulla sügavamatest kihtidest ja atmosfäärist ning mis on vajalikud järgnevate põlvkondade organismide mineraalseks toitumiseks. Teine osa surnud orgaanilisest ainest ei ole täielikult mineraliseerunud - sellest sünteesitakse pruuni või musta värvi kompleksne kõrgmolekulaarne kolloidne orgaaniline aine - huumus (huumus). Huumus on väga vastupidav lagunemisele ja mineraliseerumisele, seetõttu koguneb see järk-järgult, mis viib mullapinnale tumeda huumusehorisondi moodustumiseni (see on olemas igas pinnases ja hüdrosfääris - reservuaaride põhjamudas). Vaatamata suurele stabiilsusele laguneb huumus siiski aeglaselt. Seetõttu toimib see organismidele kergesti ligipääsetava pideva ainete ja energia allikana ning mängib erakordset rolli mullaviljakuse loomisel. Huumus on biosfääri orgaanilise elu reserv ja stabilisaator.
Biogeense kuhjumise protsessid pinnases kombineeritakse murenemiskoorele iseloomulike protsessidega, mille tulemusena jaguneb mulda moodustava kivimi algselt homogeenne paksus horisontideks. Moodustub mullaprofiil - mulla iseloomulik tunnus, mille tuvastas esmakordselt mullateaduse rajaja V.V. Dokutšajev. Mullas toimuvad protsessid määravad olulisel määral murenemiskooriku aluspinnahorisontides toimuvad transformatsioonid. Muldades valmistatakse alusmaterjal, millest moodustuvad järgnevalt mandri- ja meresetted, millest moodustuvad uued kivimid. Veelgi enam, veekeskkonnas kergesti liikuvate elementide eemaldamise tõttu pinnasest ja üldiselt ilmastikukoorikust moodustus märkimisväärne osa hüdrosfääri sooladest.

Geograafilise kesta olemasolu energiaallikad

Geograafiline kest võlgneb oma olemasolu erinevatele energialiikidele:
◊ peamised esmased energialiigid on Päikese kiirgusenergia ja Maa sisesoojus;
◊ sekundaarsed energialiigid, mis tekivad primaarsete muundumisel - keemiline energia, mis avaldub peamiselt redoksprotsesside kujul, ja biogeenne energia, mille allikaks on fotosüntees taimedes, kemosüntees mõnes bakteris, oksüdatsioonienergia assimilatsiooni käigus. loomade toit, paljunemisprotsessid ja biomassi kasv ;
◊ tehnogeenne energia, s.o. inimühiskonna poolt tootmisprotsessis loodud energia, mis on suuruselt võrreldav looduslike teguritega.
Päikesekiirgus on kõigi geograafilises keskkonnas toimuvate looduslike protsesside peamine mootor. Just tänu sellele voolavad jõed, puhuvad tuuled, rohetavad põllud... Päikesekiirgus annab 99,8% kogu soojusest, mis Maa pinnale jõuab. Vaid 28% atmosfääri ülemisele piirile saabuvast päikesekiirguse koguvoost määrab maapinna soojusrežiimi. Keskmiselt on see päikesesoojuse sissevool kogu Maa pinnal 72 kcal/cm2 aastas. See kulub jää sulamisele ja vee aurustamisele, fotosünteesile, samuti soojusvahetusele maapinna, atmosfääri ja vete vahel ning pinnase ja selle all olevate kihtide vahel. Pange tähele, et kuna maismaa kohal on vähem pilvisust, peegelduvad pilved kosmosesse vähem kiirgust ja maa saab rohkem päikesekiirgust kui sama ookeani piirkond. Kuid maal on ka kõrge peegeldusvõime (albedo): saades rohkem päikesesoojust kui ookean, eraldab maa seda rohkem. Selle tulemusena on ookeanipinna kiirgusbilanss 82 kcal/cm2 aastas ja maapinnal vaid 49 kcal/cm2 aastas.
Ligikaudu 1/3 atmosfääri ülemisele piirile saabuvast päikeseenergia koguhulgast peegeldub kosmosesse, 13% neelab stratosfääri osoonikiht ja 7% ülejäänud atmosfäär. Järelikult jõuab maapinnale vaid pool päikeseenergiast. Kuid sellest poolest peegeldub 7% tagasi kosmosesse ja veel 15%, maapinnal neeldunud, muundub soojuseks, mis kiirgub troposfääri ja määrab suuresti õhutemperatuuri.
Maapinnale saabuvast päikeseenergia koguhulgast kasutab maa- ja meretaimestik fotosünteesiks keskmiselt umbes 1% (optimaalsetes niiskustingimustes kuni 5%), kuigi fotosünteetiliselt aktiivset kiirgust (mida saab kasutada fotosünteesiks) moodustab ligikaudu 50% kogu Maa pinnale jõudvast kiirgusest. Sellest kõigest järeldub, et fotosünteesi kiiruse suurendamise võimaluste leidmine kasutatava päikeseenergia hulga suurendamise kaudu võib viia inimkonna ees seisva toiduprobleemi lahenduseni.
Geograafiline ümbris on võimeline akumuleerima Päikese kiirgusenergiat, muutes selle muudeks vormideks. Seda iseloomustab nn geoloogilise mälu olemasolu - tohutu energiapotentsiaaliga settekivimite kihid, mis loovad eeldused kõigi konkreetsete geoümbriste edasiseks järkjärguliseks arenguks. Päikesekiirgus mõjutab oluliselt litosfääri arengut, kuna settekivimitel on organismide tegevuse jälgi - päikeseenergia akumulaatorid ja kristalsed kivimid, mis sattusid selle pinnale Maa sisejõudude mõjul. kuuluvad ainete tsüklisse peamiselt päikesekiirguse mõju all.
Maa sisemine soojus mängib olulist rolli geograafilise ümbrise elus, kuigi seda tarnitakse ligikaudu 5 tuhat korda vähem kui päikesesoojust. Sisesoojuse allikad on:
O radioaktiivsete elementide (raadium, uraan, toorium jne) lagunemine. Nende suhteline sisaldus maakoores on väike, kuid absoluutset kogust mõõdetakse sadades miljonites tonnides. Radioaktiivsete elementide aatomid lagunevad spontaanselt, eraldades soojust. See kogunes Maa ilmumise hetkest ja määras suuresti selle kuumenemise. Seega toodab 1 g raadiumi tunnis 140 kalorit ja ligikaudu 20 tuhande aasta pikkuse poolestusajaga eraldab see sama palju soojust kui 500 kg kivisöe põletamisel. Radioaktiivse lagunemise summaarne soojusenergia on hinnanguliselt 43 1016 kcal/aastas;
◊ gravitatsiooniline diferentseerumine materjali ümberjaotumisega tiheduse (tihenemise) järgi vahevöös ja südamikus, millega kaasneb soojuse eraldumine. Osakesed, mis olid meie planeedi moodustumise ajal lõdvalt “pakitud”, liikudes selle keskpunkti poole, muudavad potentsiaalse energia kineetiliseks ja soojusenergiaks.
Geograafilises ümbrises intensiivistub gravitatsiooni mõju, kuna aine esineb siin erinevates agregatsiooni olekutes (tahke, vedel ja gaasiline). Seetõttu avalduvad maakoore tektoonilised liikumisprotsessid kõige selgemini erinevate sfääride – litosfääri ja atmosfääri, litosfääri ja hüdrosfääri – piiril. Kui litosfääris tõuseb rõhk ühtlaselt keskmiselt 275 atm 1 cm2 kohta 1 km sügavuse kohta, siis ookeanis tõuseb see kolm korda aeglasemalt ning õhurõhk on atmosfääris tühine võrreldes litosfääri ja hüdrosfääriga. Süvaenergia jõud põhjustavad litosfääri plaatide horisontaalset liikumist, mandrite tõusu ja langust, merede taandumist ja edasiliikumist. Maa siseelu avaldub maavärinate ja vulkaanipursetena, aga ka geisritena (allikad, mis perioodiliselt paiskavad kuuma vee ja auru purskkaevu).
Aine ja energia vahetus on kõige intensiivsem geograafilise ümbrise maastikku moodustavas kihis. Selle kihi paksus jääb hinnanguliselt vahemikku 30-50 m polaarkõrbetes kuni 150-200 m troopiliste vihmametsade vööndis (gyl); ookeanis hõlmab see kogu hüdrosfääri paksust. Maastikku moodustavat kihti iseloomustab geograafilise ümbrise kõigi komponentide lähim otsekontakt Päikese energia, Maa sisejõudude (sh gravitatsiooni) ja inimtegevuse mõjul.

Geograafiline kesta struktuur

Geograafilise ümbriku üks olulisi tunnuseid on selle geograafiline tsoneerimine. Ideed selle kohta tekkisid Vana-Kreekas. Geograafilise tsoneerimise kontseptsiooni põhjendas V.V. Dokutšajev 1899. aastal
Päikesekiirguse ebaühtlane jaotumine Maa pinnal põhjustab kliimavööndite tekkimist, millest igaüht iseloomustavad teatud looduslikud protsessid. Nende põhjal eristavad nad geograafilised tsoonid.
Tavaliselt räägitakse 13 geograafilisest tsoonist: üks ekvatoriaalne, kaks subekvatoriaalset (põhja- ja lõunapoolkeral), kaks troopilist, kaks subtroopilist, kaks parasvöötme, kaks subpolaarset (subarktiline ja subantarktika) ja kaks polaarset (Arktika ja Antarktika). Isegi nimede loetelu ise näitab vööde sümmeetrilist paigutust ekvaatori suhtes. Igas neist domineerib teatud õhumass. Ekvatoriaalset, troopilist, parasvöötme ja arktilist vööndit iseloomustavad oma õhumassid, ülejäänud vööndites domineerivad vaheldumisi naabergeograafiliste vööndite õhumassid. Suvisel poolaastal domineerivad põhjapoolkeral lõunapoolsemast tsoonist (ja lõunapoolsemast, vastupidi põhjapoolsemast) õhumassid, talvepoolel - põhjapoolsemast tsoonist ( ja lõunapoolkeral - lõunapoolsemast).
Maa laiuskraadide geograafilised vööndid on heterogeensed, mille määrab peamiselt piirkond, kus need asuvad - ookeaniline või mandriline. Ookeanipiirkonnad on paremini niisutatud, samas kui mandri- ja sisemaapiirkonnad on vastupidi kuivemad, kuna siin ookeanide mõju peaaegu ei tunneta. Selle põhjal jagatakse vööd ookeanilisteks ja mandrilisteks. sektorites.
Sektoraalsus väljendub kõige selgemalt Euraasia parasvöötme ja subtroopilises vööndis – maksimaalse suurusega mandril. Siin asenduvad ookeaniäärsete metsade märjad metsamaastikud sisemaal liikudes kuivade steppide ning seejärel mandrisektori poolkõrbe- ja kõrbemaastikega. Sektoraalsus on vähem selgelt nähtav troopilises, subekvatoriaal- ja ekvatoriaalvööndis. Troopikas on ainult kaks sektorit. Passaadituuled (ookeanide kohal aastaringselt stabiilsed õhuvoolud) toovad sademeid ainult vööndite idapoolsetesse servadesse, kus on levinud troopilised vihmametsad. Sise- ja läänepiirkondades on kuiv ja kuum kliima; läänerannikul ulatuvad kõrbed otse ookeanini. Samuti eristatakse kahte sektorit ekvatoriaal- ja subekvatoriaalvööndites. Subekvatoriaalses piirkonnas on see metsamaastikega pidevalt märg (idapoolne) ja hooajaliselt märg (kaasa arvatud ülejäänud piirkond), mida hõivavad metsad ja savannid. Ekvatoriaalvööndis kuulub suurem osa territooriumist märgade “vihmametsadega” pidevalt niiskesse sektorisse ning hooajaliselt niiskesse sektorisse vaid idapoolne perifeeria, kus on levinud valdavalt lehtmetsad. Kõige teravam “sektoripiir” tekib seal, kus õhumassidele takistavad mäetõkked (näiteks Kordillerad Põhja-Ameerikas ja Andid Lõuna-Ameerikas). Siin piiravad läänepoolseid ookeanisektoreid kitsas tasandike rannikuriba ja külgnevad mäenõlvad.
Sektorid on jaotatud väiksemateks üksusteks - looduslikud alad, erinevad soojuse ja niiskuse suhte poolest, kuna sama palju sademeid, näiteks vähem kui 150–200 mm aastas, võib tundras põhjustada soode teket ja troopikas - kõrbete teket.
Kui mandrite vöönditeks jagamisel lähtutakse eelkõige erinevustest kiirgustingimustes maapinnal, siis tsoonideks jagamisel lähtutakse kiirgusbilansi ja aasta sademete hulga erinevusest, s.o. maapinna niisutamine. Soojuse ja niiskuse suhet väljendatakse valemiga kiirguskuivuse indeks:
IR = R /(Lr\
Kus R- aastane pinnakiirgusbilanss, s.o. saabumine - päikesekiirguse kiirgusenergia tarbimine, kcal/cm2; L- aastane varjatud aurustumissoojus, kcal/cm; G - aasta sademete hulk, g/cm2. Kiirgusbilanss R maapind väheneb ekvaatorilt poolustele: ekvaatoril on see umbes 100 kcal/cm2 aastas, Peterburi piirkonnas - 24 kcal/cm2 aastas (joon. 10.2). Kuivuse indeks ei iseloomusta täielikult geograafilisi tsoone. Sama väärtus, nagu jooniselt näha, on tüüpiline erinevatele loodusvöönditele: taigale ja parasvöötme lehtmetsadele ning ekvatoriaalmetsadele. Seetõttu püüavad teadlased leida geograafilise tsoneerimise universaalsemaid tunnuseid.
Liikudes poolustelt ekvaatorile mandritel, eriti põhjapoolkeral, korduvad perioodiliselt mõned üldised looduse omadused: puudeta tundrale järgnevad lõunas parasvöötme metsavööndid, millele järgnevad parasvöötme stepid ja kõrbed. , subtroopilised, troopilised vööndid, seejärel ekvatoriaalvööde metsad See muster kajastus perioodilises tsoneerimise seaduses, mille kohaselt geograafilise ümbriku eristamise aluseks on:
◊ neeldunud päikeseenergia hulk, mis kasvab poolustelt ekvaatorini ja mida iseloomustavad maapinna kiirgusbilansi aastaväärtused;

◊ sissetuleva niiskuse hulk, mida iseloomustab aasta sademete hulk;
◊ soojuse ja niiskuse suhe, täpsemalt kiirgusbilansi ja aastase sademetehulga aurustamiseks vajaliku soojushulga suhe - kiirguskuivuse indeks.
Perioodilisuse seadus avaldub selles, et kuivusindeksi väärtused varieeruvad erinevates tsoonides vahemikus 0 kuni 4-5, pooluste ja ekvaatori vahel kolm korda on nad ühtsuse lähedal - need väärtused vastavad maastike kõrgeim bioloogiline produktiivsus (joon. 10.3).
Maastikud - geograafilise ümbriku peamisteks lahtriteks on looduslike aladega võrreldes väiksemad üksused. Mikrokliima, mikroreljeefi ja pinnase alatüüpide alusel jaotatakse maastikud traktideks ja seejärel ümbritsevatest erinevateks faatsiumideks. See võib olla konkreetne kuristik või küngas ja selle nõlvad, mets, põld jne.
Geograafiliste vööde ja vööndite paiknemist maakeral saab mõista hüpoteetilise homogeense tasase mandri all, mille pindala on võrdne maismaa pindalaga. Selle mandri piirjoon põhjapoolkeral on Põhja-Ameerika ja Euraasia ning lõunapoolkeral Lõuna-Ameerika, Aafrika ja Austraalia ristand (joon. 10.4). Sellel hüpoteetilisel mandril tõmmatud geograafiliste tsoonide ja tsoonide piirid peegeldavad nende üldistatud (keskmisi) kontuure reaalsete kontinentide tasandikel. Looduslike vööndite nimed on antud taimestiku järgi, kuna erinevatel mandritel samades looduslikes vööndites on taimkate sarnased. Taimestiku levikut ei mõjuta aga mitte ainult tsooniline kliima, vaid ka muud tegurid - mandrite areng, pinnahorisonte moodustavate kivimite omadused ja loomulikult inimtegevus. Pange tähele, et vööde struktuur ja looduslike tsoonide kogum muutuvad arktilistest piirkondadest ekvaatorini keerukamaks. Selles suunas suurenevad niisutustingimustes kasvava päikesekiirguse hulga taustal piirkondlikud erinevused. See seletab troopiliste laiuskraadide maastike mitmekesisemat olemust. Polaaraladel, kus on pidev vesine, kuid ebapiisav kuumus, seda ei täheldata.
Geograafilise ümbrise maastikulist struktuuri mõjutavad lisaks klimaatilistele teguritele ka erinevused maapinna struktuuris. Näiteks mägedes on selgelt näha kõrguse (või vertikaalse) tsoneering, kus maastikud muutuvad jalamist tippudeks. Laius- (horisontaalne) ja kõrgustsoneeringu olemasolu võimaldab rääkida geograafiliste tsoonide kolmemõõtmelisusest. Mägimaastike taimestik ja loomastik kujunesid välja samaaegselt mägede endi tõusuga, s.o. mägised taime- ja loomaliigid tekkisid reeglina tasandikel. Üldiselt on mägedes taimede ja loomade liigiline mitmekesisus 2-5 korda suurem kui tasandikel. Tihtipeale rikastavad mäestikuliigid tasandike taimestikku. Vertikaalse tsoneerimise tüüp (kõrgusvööndite kogum) sõltub geograafilisest vööndist, kus mäed asuvad looduslikus vööndis ja vööndite muutumine mägedes ei korda nende muutumist tasandikel, seal moodustuvad spetsiifilised mägimaastikud, ja mägimaastike vanus väheneb koos kõrgusega.

Geograafilise ümbriku oluline tunnus on selle asümmeetria. Eristatakse järgmisi asümmeetria tüüpe:
◊ polaarne asümmeetria. See väljendub eelkõige selles, et põhjapoolkera on mandrilisem kui lõunapoolkeral (39 ja 19% maismaa pindalast). Lisaks erineb põhja- ja lõunapoolkera kõrgete laiuskraadide geograafiline tsoneerimine ning organismide levik. Näiteks lõunapoolkeral ei ole täpselt neid geograafilisi vööndeid, mis hõivavad põhjapoolkeral mandrite suurimaid alasid; Põhja- ja lõunapoolkera maismaa- ja ookeaniruumides elavad erinevad looma- ja linnurühmad: jääkaru on iseloomulik põhjapoolkera kõrgetele laiuskraadidele ja pingviin on iseloomulik lõunapoolkera kõrgetele laiuskraadidele. Loetleme veel mitmeid polaarasümmeetria märke: kõik tsoonid (horisontaalsed ja kõrgused) on nihkunud põhja poole keskmiselt 10° võrra. Näiteks asub kõrbevöönd lõunapoolkeral ekvaatorile lähemal (22° S) kui põhjapoolkeral (37° N); antitsüklonaalne kõrgrõhuvöönd lõunapoolkeral asub ekvaatorile 10° lähemal kui põhjapoolkeral (25 ja 35°); enamik soojadest ookeanivetest on suunatud ekvatoriaalsetelt laiuskraadidelt põhjapoolkerale, mitte lõunapoolkerale, seetõttu on kesk- ja kõrgetel laiuskraadidel põhjapoolkera kliima soojem kui lõunapoolkeral;
◊ mandrite ja ookeanide asümmeetria. Maa pind jaguneb mandrite ja ookeanide vahel vahekorras 1:2,43. Samas on neil palju ühist. Nii maal kui ka ookeanis domineerivad kõik kolm ainetüüpi, millele on andnud nime V. I.. Vernadski inertne, bioinertne ja elus. Seega on ookeani inertseks aineks ookeanivesi, milles on lahustunud soolad ja mehaanilised suspensioonid ning mõned neist on taimeorganismide toitumise aluseks, nagu mandrite mullad. Nii geograafilise kesta ookeani- kui ka mandriosas on elusaine koondunud peamiselt maapinnalähedasesse kihti. Biomassi ja nende tootlikkuse erinevused maal ja ookeanis on väga olulised. Mandritel domineerivad taimed, ookeanides aga loomad. Ookeani biomass moodustab vaid 0,13% kogu planeedi elusorganismide biomassist. Planeedi elusaine on koondunud peamiselt haljasmaa taimedesse; fotosünteesivõimetuid organisme on vähem kui 1%. Liikide arvu poolest moodustavad maismaaloomad 93% liikide koguarvust. Sama suhe on tüüpiline ka taimedele – 92% maismaal ja 8% vees. Liikide arvu poolest moodustavad taimed umbes 21%, loomad - umbes 79%, kuigi biomassi poolest moodustab loomade osa 1% kogu Maa biomassist. Üldiselt L.A. Zenkevitš eristas kolme sümmeetriatasandit – ookeani ja maa asümmeetriat ning vastavalt kolme tüüpi sümmeetriat: ekvatoriaaltasand; mandreid läbiv meridionaalne tasand, mis väljendab tervete ookeanide sarnasust; meridionaalne tasapind, mis jagab iga ookeani ida- ja lääneosaks. Mandrite puhul võib tuvastada samad sümmeetriatasandid: ekvaatoritasand, mis rõhutab nende polaarset asümmeetriat; tasapinnad piki ookeanide meridionaaltelge, mis tähistavad mandrite individuaalseid iseärasusi; tasapinnad piki mandrite (Euraasia, Aafrika jt) meridionaaltelgesid, mis rõhutavad näiteks mandrite mussoon - ida- ja lääne - sektorite erinevusi.

§ 10.2. Geograafilise kesta toimimine

Ainete ringlus geograafilises ümbrises

Geograafilise kesta kõige üldisemad omadused määratakse selle massi, energia ja nende ringluse järgi. Geograafilise kesta toimimine toimub suure hulga ainete ja energiate tsüklite kaudu, tagab selle põhiomaduste säilimise märkimisväärse aja jooksul, on tavaliselt rütmilise (igapäevase, aastase jne) iseloomuga ja sellega ei kaasne selle põhimõtteline muutus. Inimese ja looduse edukas koostoime on võimalik, kui mõistame selle toimimise olemust, kuna nende juhtimine võimaldab meil säilitada stabiilset geograafilist keskkonda.
Geograafilise kesta aine ja selle energia on maapealse ja päikese-kosmilise päritoluga. Geograafilise ümbrise komponentide koostoime toimub aine ja energia vahetuse kaudu erineva ulatusega tsüklitena. Geograafilise ümbrise energiabilanssi on käsitletud § 10.1, seega keskendume siin aine tasakaalule ja teistele geograafilise ümbrise jaoks olulistele tsüklilistele protsessidele. Tavaliselt Ainete tsükli all mõistetakse looduses korduvaid aine ja energia muundumise ja liikumise protsesse, mis on oma olemuselt enam-vähem tsüklilised. Neid protsesse tuleks iseloomustada kui progresseeruvaid, kuna looduses toimuvate erinevate transformatsioonide käigus ei toimu tsüklite täielikku kordumist, alati toimuvad teatud muutused tekkivate ainete ja energia koguses ja koostises.
Aineringide mittetäieliku sulgumise tõttu muutub teatud elementide kontsentratsioon geoloogilisel ajaskaalal, näiteks koguneb atmosfääri biogeenne lämmastik ja hapnik ning maakera akumuleeruvad biogeensed süsinikuühendid (nafta, kivisüsi, lubjakivi). koorik. Planeedi erinevates osades vesinik, raud, vask ja nikkel kogunevad (vulkaanipursete ajal või meteoriitide ja kosmilise tolmu osana) ja hajuvad.
Aineringe looduses hõlmab kõige lihtsamate mineraalsete ja orgaaniliste ainete muundumine keerukamateks ühenditeks, nende liikumine ja edasine hävitamine koos lihtvormide moodustumisega. Seega aurustub Maailma ookeanist aastas üle 450 tuhande km3 vett ning ligikaudu sama palju tuleb tagasi sademete ja äravooluna. Siin aga avaldub veeringe mittetäielik sulgumine: atmosfäärisademete vesi võib seostuda erinevate reaktsioonide või Maa paksusesse sukeldumise tulemusena; Osa Maa ainest, sealhulgas vesi, pääseb atmosfääri väliskihtidest pidevalt planeetidevahelisse ruumi, kus gaaside kiirus hakkab ületama kriitilist (esimest kosmilist) kiirust. Üldjuhul on geograafilise ümbrise aine täielikku tasakaalu (sissevoolu ja väljavoolu suhet) üsna raske hinnata. Aga eeldatakse, et see saldo on positiivne, s.t. Aine koguneb geograafilisse kesta.
Iga konkreetse kesta aine (hüdrosfäär, atmosfäär jne) esineb teistes konkreetsetes kestades. Näiteks tungib vesi läbi kivimite ja atmosfääris on veeaur. Pealegi toimuvad geograafilises keskkonnas toimuvad nähtused ja protsessid ühiselt ja lahutamatult. Kõik geograafilise kesta komponendid suhtlevad ja tungivad üksteisesse.
Kõige olulisemateks geograafilises ümbrises toimuvateks tsükliteks peetakse veeringega seotud aineringet ja elusaine aktiivsusest põhjustatud tsüklit.
Aine ringlemine maa ja ookeani vahel on seotud veeringe. Päikesekiirgus soojendab veepinda, mis viib tohutute veekoguste aurustumiseni. Suurem osa sellest naaseb sademete kujul ookeani ja ülejäänu langeb sademetena maismaale ning naaseb seejärel tagasi ookeani, peamiselt jõevooluna. Kui eeldada, et igal aastal aurustub uus osa ookeaniveest ja olemasolevad tsirkulatsioonimäärad säilivad, siis selgub, et kogu atmosfääris sisalduv vesi uueneb 1/40 aastaga, jõevesi 1/30 aastaga. aasta ja pinnasevesi 1 aastaga. , järveveed - 200-300 aasta pärast ja kogu hüdrosfäär, sealhulgas ookean - 3000 aasta pärast.
Tsüklis ei pöörle mitte ainult puhas vesi. Meresoola ioonid sisenevad veeauru koostisesse ookeani pinnalt. Sademetega kukuvad nad maale. Need soolad, aga ka ilmastiku- ja mullatekkeprotsesside tõttu pinnasest ja põhjaveest leostuvad ained satuvad jõevette. Osa neist viibib maismaal jõeorgudes, teine ​​osa suspensioonide ja lahuste kujul jõuab koos jõe äravooluga ookeani. Mehaaniliselt hõljuv aine langeb järk-järgult põhja ning lahustunud aine seguneb merevee lahusega, imendub mereorganismidesse ja lõpuks langeb keemiliste ja biokeemiliste protsesside tulemusena ookeani põhja. Ookeani jõuab maismaalt oluliselt rohkem ainet, kui ookeanist maismaale tagasi jõuab. Kui see aine transportimise kiirus maismaalt ookeani olnuks minevikus sama, siis oleks kõigi Maa settekivimite mass võinud tekkida umbes 130 miljoni aastaga. Settekivimite vanus on aga võrreldamatult vanem, mistõttu arvatakse, et murenemiskiirus on praegu tunduvalt suurem kui varem.
Ainevahetus maa ja mere vahel ei piirdu kirjeldatud tsükliga. Seega toovad maapinna ja ookeanipõhja tõus ja langus kaasa maismaa ja ookeani vahekorra muutumise ning seetõttu võivad meresetted sattuda maismaale ja nende aine lülitatakse uude ringlusse. Seega kompenseerib ookean osaliselt maismaa ja ookeani vahelise ainevahetuse negatiivse tasakaalu. Kuid see protsess ei sulge tsüklit täielikult, kuna osa vajumispiirkondade setetest võib minna geograafilisest ümbrisest kaugemale - Maa sügavatesse kihtidesse.
Teise olulise tsükli põhjustab elusaine aktiivsus. Biosfääris toimub elusaine pidev suurenemine ja sama aja jooksul sureb sama mass elusainet. Arvatakse, et kogu elusaine võib uueneda umbes 13 aastaga. Fotosünteesi käigus imavad taimed maapinnal vett ja mineraalseid toitaineid pinnasest ning hüdrosfääris - päikesekiirtega valgustatud ülemistest veekihtidest. Taimed neelavad süsihappegaasi veest hüdrosfääris ja atmosfäärist maismaal. Fotosünteesi käigus eraldavad nad hapnikku atmosfääri ja hüdrosfääri. Selle tulemusena saab kogu atmosfääris olev hapnik uueneda 5800 aastaga, süsihappegaas 7 aastaga ja kogu hüdrosfääri vesi 5,8 miljoni aastaga. Taimestiku transpiratsiooniga (aurustumisega) seotud veeringe on veelgi intensiivsem. Maismaataimed kaasavad bioloogilises ringluses pidevalt mullast pärit mineraale, mis suunatakse mulda tagasi. Kuid elusaine tegevusest põhjustatud ainete ring ei ole täielikult suletud - osa maismaal olevast ainest lahkub bioloogilisest tsüklist ja siseneb jõe äravooluga ookeani. Olles läbinud ookeanis bioloogilise tsükli, langeb osa ainest settesse, millest tekivad settekivimid, ja lülitatakse bioloogilisest tsüklist pikaks ajaks välja.

Üksikute keemiliste elementide tsüklid

See on geograafilise ümbriku jaoks äärmiselt oluline üksikute toitainete tsükkel. Iga keemiline element lõpetab oma tsükli geograafilises ümbrises tänu päikeseenergiale. Tsüklites osalevad elemendid lähevad orgaanilisest vormist anorgaaniliseks ja vastupidi. Kui nende elementide tsüklite tasakaal on häiritud, kogunevad toitained maastikele või eemaldatakse sealt. Seega koguneb surnud orgaaniline materjal järvede, rannikuäärsete soode ja madalate merede setetesse, kus anaeroobsed tingimused takistavad selle lagunemist mikroorganismide toimel, mis viib kivisöe või turba tekkeni; Ebaratsionaalsest maakasutusest (metsaraie, ebaõige kündmine jne) põhjustatud mullaerosioon toob kaasa toitaineterikaste mullakihtide väljauhtumise.
Peamised bioloogilised tsüklid hõlmavad tavaliselt elusaine moodustamiseks oluliste elementide, nagu süsinik, hapnik, lämmastik, fosfor, ringlust:
◊ süsinikuringe. Süsinikuallikaid on üsna vähe, kuid elusorganismide orgaaniliseks aineks töödeldakse ainult atmosfääris gaasilises olekus või hüdrosfääri vees lahustunud süsinikdioksiid (süsinikdioksiid). Fotosünteesi käigus muudetakse see suhkruks, seejärel valkudeks, lipiidideks ja muudeks orgaanilisteks ühenditeks. Kogu fotosünteesi käigus assimileeritud süsinik sisaldub süsivesikutes, mis on elusorganismide toitumisallikaks. Hingamisel muutub umbes kolmandik sellest süsinikust süsinikdioksiidiks ja naaseb atmosfääri. Praeguse suurenenud süsinikdioksiidi tarbimise peamised allikad on inimtekkelised. Praegu paiskub inimmajandusliku tegevuse käigus (kütuse põletamine, metallurgia ja keemiatööstus) atmosfääri 100-200 korda rohkem süsihappegaasi, kui seda tuleb looduslikest allikatest ning metsade hävimise tagajärjel saastatakse mered ja ookeanid jne. fotosünteesi protsessid nõrgenevad, mis toob kaasa ka süsinikdioksiidi sisalduse suurenemise atmosfääris. Alates 19. sajandi keskpaigast tehtud vaatlused atmosfääri süsihappegaasisisalduse kohta on näidanud, et viimase 10 aasta jooksul on see suurenenud ligikaudu 10% praegusest kontsentratsioonist. See tekitab nn kasvuhooneefekti – süsihappegaas püüab kinni Maa pinnalt tuleva pikalainelise soojuskiirguse. Selle tulemusena on võimalik õhutemperatuuri tõus ja selle tagajärjel liustike sulamine ja ookeanide taseme tõus. Märkigem, et kliimamuutusi põhjustavad ka mitmed teised inimtekkelised tegurid – õhusaaste ja tolm, mis vähendab maapinnale jõudva päikesekiirguse hulka, metsade hävitamine ja maailmamere pinna naftareostus, tööstuslike soojuse emissioonide muutumine. albeedo;
◊ hapnikuringe. Geograafilises ümbrises sisaldub hapnik erineval kujul. Atmosfääris on see gaasilisel kujul (hapniku molekulide kujul ja süsinikdioksiidi CO2 molekulide osana), hüdrosfääris - lahustunud kujul ja on ka osa veest. Enamik hapnikku leidub seotud olekus maakoore veemolekulides, soolades ja tahkete kivimite oksiidides. Seondumata hapnik kulub loomade ja taimede hingamisel, samuti orgaaniliste ainete lagunemisel mikroorganismide poolt tekkivate ainete oksüdeerumisel. Peamine õhuhapniku allikas on rohelised taimed. Igal aastal vabaneb fotosünteesi käigus ligikaudu 1/2500 selle sisaldusest atmosfääris, s.o. Hapniku tsükliaeg atmosfääris on umbes 2500 aastat. Inimtegevus on toonud kaasa uut tüüpi vaba hapniku tarbimise: seda on vaja soojusenergia tootmisel, fossiilkütuste põletamisel, metallurgias, keemiatööstuses ja kulub metallide korrosiooniprotsessis. Inimese tootmistegevusega seotud hapnikutarbimine moodustab 10-15% kogusest, mis tekib fotosünteesi käigus;
◊ lämmastikuringe. Lämmastiku peamine allikas on õhk, see sisaldab umbes 78% lämmastikku. Suurem osa sellest gaasist tekib mikroorganismide – lämmastikufiksaatorite – tegevuse tulemusena. Nitraadid – lämmastikhappe soolad – tulevad erinevatest allikatest taimede juurteni; Biokeemiliste reaktsioonide tulemusena moodustunud lämmastik kandub lehtedele, kus sünteesitakse valke, mis on loomade lämmastikuga toitumise aluseks. Pärast elusorganismide surma laguneb orgaaniline aine ja lämmastik läheb orgaanilistest ühenditest üle mineraalseteks ühenditeks ammoniaaki moodustavate ammoniaagi toimel, mis siseneb nitrifikatsioonitsüklisse. Taimed moodustavad aastas alla 1% aktiivse lämmastiku fondist, s.o. lämmastikuringe koguaeg ületab 100 aastat. Kui taimed ja loomad surevad, satub lämmastik atmosfääri denitrifitseerivate bakterite mõjul. Loodusringesse sattuva lämmastiku suurenenud sisendi peamiseks allikaks on lämmastikväetisi kasutav kaasaegne põllumajandus. Lämmastikväetiste tootmine ja kasutamine põhjustab orgaanilistest ühenditest moodustunud ja atmosfääri siseneva gaasilise lämmastiku koguse ja selle loomuliku fikseerimise käigus atmosfäärist tuleva lämmastiku koguse vahelise loomuliku seose rikkumise;
◊ fosfori ringkäik. Fosfor on elusaine loomisel üks olulisemaid elemente. Fosforisisaldus geograafilise ümbrise biomassis on oluliselt väiksem kui hapnikus ja süsinikus, kuid ilma selleta on valkude ja teiste kõrgmolekulaarsete süsinikuühendite süntees võimatu. Geograafilises kestas sisalduva fosfori peamine allikas on apatiit. Fosfori migratsioonil on oluline roll elusainel: organismid eraldavad fosforit muldadest ja vesilahustest; seda leidub paljudes orgaanilistes ühendites, eriti luukoes. Organismide hukkumisel naaseb fosfor pinnasesse ja meremuda ning koondub merefosfaadi sõlmede (ümmarguste mineraalsete moodustistena) kujul kalade, imetajate ja guaano (kuivas kliimas lagunenud merelindude väljaheited) skeletti. ). See loob tingimused fosforirikaste settekivimite tekkeks, mis omakorda on biogeenses tsüklis fosfori allikaks. Praegu mõjutavad sellised tegurid nagu metsade hävimine ning asendumine roht- ja kultuurtaimestikuga oluliselt fosfori ja lämmastiku varusid ja jaotumist geograafilises keskkonnas ning nende tsüklite kiirust ja lähedust.

Rütmilised protsessid geograafilises kestas

Geograafilise kesta toimimise uurimisel on oluliseks lüliks selles toimuvate protsesside rütmi ja nende sõltuvuse sise- ja välisteguritest analüüs. Loodusnähtused võivad olla perioodilised (korrapäraste ajavahemike järel korduvad samad faasid: päeva ja öö vaheldumine, aastaaegade vaheldumine jne); tsükliline, kui tsükli konstantse keskmise kestusega on ajavahemik selle identsete faaside vahel muutuva kestusega (kliima kõikumised, liustike edasi- ja taandumine). Rütm kinnistub atmosfääriprotsessides (temperatuur, sademed, õhurõhk jne), hüdrosfääri arengus (jõgede veesisalduse kõikumistes, järvede tasemetes), merejääkatte muutumises ja liustike arengus. maal, transgressioonides (mere edenemine maismaale) ja taandarengus (merede allakäik), erinevates bioloogilistes protsessides (puude areng, loomade paljunemine), mägede tekkes. Oma kestuse järgi jagunevad rütmid igapäevaseks, aastaseks, sajandisiseseks (mitmest aastast aastakümneni), sajandivanusteks, ülisajanditeks (mõõdetuna aastatuhandetes, kümnetes ja sadades aastatuhandetes), geoloogilisteks, mil mingid nähtused korduvad. pärast miljoneid aastaid.
Heliogeofüüsilised rütmid geograafilises keskkonnas on seotud päikese aktiivsuse muutustega; Päikese aktiivsuse muutuste teaduse rajajad on G. Galileo, I. Fabricius, X. Scheiner, T. Harriot, kes 17. sajandi alguses. avastas Päikese pinnalt tumedad laigud. Kaudselt toimiva seose olemasolu “päikese aktiivsuse” ja looduslike protsesside vahel tõestas kodumaine teadlane A.L. Chizhevsky, keda peetakse heliobioloogia rajajaks. Ta tuvastas selliste orgaanilise maailma nähtuste sõltuvuse Päikese aktiivsusest nagu teraviljasaak, taimede kasv ja haigused, loomade paljunemine ja kalasaak, kaltsiumisisalduse kõikumine veres ja muutused imikute kaalus, viljasaagi sagedus. õnnetused ja nakkushaiguste puhangud, viljakus ja suremus.
Heliogeofüüsikalised rütmid hõlmavad tavaliselt 11-aastaseid, 22-23-aastaseid ja 80-90-aastaseid rütme. Need väljenduvad kliima kõikumistes ja merejääkattes, kasvu intensiivsuses ja muutustes taimestiku arengufaasides (eelkõige registreeritakse need puurõngastes) ning muutustes vulkaanilises aktiivsuses.
Päikese aktiivsuse I-suvistest perioodidest põhjustatud elektrilised ja magnetilised nähtused atmosfääris avaldavad tohutut mõju mitte ainult kliimale, vaid ka kogu elusolendile. Päikese aktiivsuse suurenemise ajal intensiivistub aurora ja atmosfääri tsirkulatsioon, suureneb niisutus ja fütomassi kasv ning intensiivistub mikroobide ja viiruste aktiivsus; Arstid seostavad nendega gripiepideemiaid ja südame-veresoonkonna haiguste sagenemist. Praegu on inimkehas teada palju rütme, näiteks südametegevus, hingamine ja aju bioelektriline aktiivsus. Niinimetatud bioloogiliste kronomeetrite teoorias omistatakse erilist tähtsust rütmidele ja perioodidele, mille pikkus on 23 päeva (füüsiline rütm), 28 päeva (emotsionaalne rütm) ja 33 päeva (intellektuaalne rütm), mida arvestatakse sünnipäevast. On täiesti võimalik, et need perioodid on tingitud kosmilistest põhjustest.
Põhjus astronoomilised rütmid, Maa liikumises orbiidil ja teiste planeetide mõjul võib toimuda muutusi, näiteks muutub Maa telje kalde orbitaaltasandi suhtes. Need häired mõjutavad Maa päikesekiirguse intensiivsust ja kliimat. Seda tüüpi rütme (nende kestus on 21 tuhat, 41 tuhat, 90 tuhat ja 370 tuhat aastat) seostatakse paljude Kvaternaari perioodi (viimased 1,8 miljonit aastat) sündmustega Maal, eelkõige jäätumise arenguga. Lühimad rütmid – päeva- ja aastased – ning kehade vastastikusest liikumisest põhjustatud rütmid Maa – Päikese – Kuu süsteemis on astronoomilise iseloomuga. Päikese ja planeetide liikumise tulemusena süsteemis tekib gravitatsioonijõudude ebavõrdsus ja loodete jõudude muutused. 1850-1900 aastat kestnud niiskusrütmid on sellise iseloomuga. Iga selline tsükkel algab jaheda ja märja faasiga, millele järgneb suurenenud jäätumine, suurenenud äravool ja järvede taseme tõus; tsükkel lõpeb kuiva sooja faasiga, mille jooksul liustikud taanduvad ning jõed ja järved muutuvad madalaks. Need rütmid põhjustavad looduslike vööndite nihke 2-3° laiuskraadil.
Juba ammu on teada, et Kuu ja Päike põhjustavad loodeid vees, õhus ja Maa tahketes kestades. Hüdrosfääris on kõige märgatavamad looded, mis on põhjustatud Kuu tegevusest. Kuupäeva jooksul täheldatakse kahte ookeanitaseme tõusu (tõusud) ja kahte langust (mõõnad). Litosfääris ulatub tõusulainete kõikumiste ulatus ekvaatoril 50 cm-ni ja Moskva laiuskraadil - 40 cm.Atmosfääri loodete nähtused mõjutavad oluliselt atmosfääri üldist tsirkulatsiooni. Päike põhjustab ka kõikvõimalikke loodeid, kuid Päikese loodete jõud on vaid 0,46 korda suurem kui Kuu loodete jõud. Olenevalt Maa, Kuu ja Päikese suhtelisest asendist Kuu ja Päikese samaaegsest toimest põhjustatud looded kas tugevdavad või nõrgendavad üksteist.
Geoloogilised rütmid on kõige kauem teadaolevad. Nende olemust pole veel piisavalt uuritud, kuid ilmselt on see seotud ka astronoomiliste teguritega. Need rütmid avalduvad eelkõige geoloogilistes protsessides. Geoloogilise rütmi näide on tektoonilised tsüklid, mis on võrreldavad nn galaktilise aastaga - päikesesüsteemi täieliku pöörde ajaga ümber galaktilise telje. Seal on neli peamist tektoonilist tsüklit: kaledoonia (paleosoikumi esimene pool), hertsüünia (paleosoikumi teine ​​pool), mesosoikum ja alpi. Iga sellise tsükli alguses toimus merelisi üleastumisi, kliima oli suhteliselt ühtlane; tsükli lõppemist iseloomustasid suured mägede ehitamise liikumised, maa laienemine, suurenenud klimaatilised kontrastid ja suured muutused orgaanilises maailmas.
Looduslike rütmide ja nende põhjuste uurimine võimaldab ennustada looduslike protsesside kulgu. Eriti olulised on prognoosid looduskatastroofe põhjustavate nähtuste kohta (põuad, üleujutused, maavärinad, laviinid, maalihked). Üldjuhul võimaldavad teadmised geograafilise kesta toimimisest tuvastada looduses eksisteerivaid suundumusi, arvestada nendega looduslike protsesside kulgu sekkumisel ning ette näha erinevate looduse muutuste tagajärgi.

§ 10.3. Geograafilise kesta kujunemise ajalugu

Geograafilise kesta kaasaegne struktuur on väga pika evolutsiooni tulemus. Selle arengus on tavaks eristada kolme peamist etappi - prebiogeenne, biogeenne ja inimtekkeline (tabel 10.1).

Tabel 10.1. Geograafilise ümbriku arenguetapid

	Geoloogiline raamistik	Kestus, aastad	Põhiüritused
Prebiogeenne	Arhea ja proterosoikum 3700-570 miljonit aastat tagasi		Elusorganismid osalesid geograafilise ümbrise kujunemises vähe
Biogeenne	Fanerosoikum (paleosoikum, mesosoikum ja suurem osa kainosoikumi ajast) 570–40 tuhat aastat tagasi	Umbes 570 miljonit	Orgaaniline elu on geograafilise ümbrise arengu juhtiv tegur. Perioodi lõpus ilmub mees
Antropogeenne	Kainosoikumi ajastu lõpust kuni tänapäevani 40 tuhat aastat tagasi - täna		Etapi algus langeb kokku nüüdisinimese (Homo sapiens) tekkega. Inimene hakkab mängima juhtivat rolli geograafilise ümbriku arengus

Prebiogeenne staadium eristus elusaine nõrga osaluse poolest geograafilise ümbriku kujunemises. See pikim etapp kestis Maa geoloogilise ajaloo esimesed 3 miljardit aastat – kogu arhea ja proterosoikum. Viimaste aastate paleontoloogilised uuringud on kinnitanud V.I. Vernadski ja L.S. Bergi ajastuid, kus eluta (nagu neid nimetatakse, asoikaks) ajastuid ilmselt kogu geoloogilise aja jooksul ei eksisteerinud või oli see ajaperiood äärmiselt lühike. Seda etappi võib aga nimetada prebiogeenseks, kuna orgaaniline elu ei mänginud sel ajal geograafilise ümbrise kujunemisel otsustavat rolli.
Arheani ajastul eksisteerisid Maal hapnikuvabas keskkonnas kõige primitiivsemad üherakulised organismid. Maa kihtidest, mis tekkisid umbes 3 miljardit aastat tagasi, avastati vetikate niitide ja bakteritaoliste organismide jäänused. Proterosoikumis domineerisid ühe- ja mitmerakulised vetikad ja bakterid ning ilmusid esimesed mitmerakulised loomad. Geograafilise kesta eelbiogeensel arengujärgul kogunes meredesse paksud raudkvartsiitide (jespiliitide) kihid, mis viitavad sellele, et siis olid maakoore ülemised osad rikkad rauaühendite poolest ning atmosfäärile oli iseloomulik väga madal vaba hapniku sisaldus ja kõrge süsinikdioksiidi sisaldus.
Biogeenne staadium Geograafilise kesta areng vastab ajaliselt fanerosoikumile, mis hõlmab paleosoikumi, mesosoikumi ja peaaegu kogu kainosoikumi ajastu. Selle kestuseks hinnatakse 570 miljonit aastat. Alates alampaleosoikumist sai orgaaniline elu juhtivaks teguriks geograafilise ümbrise arengus. Elusaine kiht (nn biostroom) muutub globaalseks ning aja jooksul muutub selle struktuur ning taimede ja loomade endi struktuur järjest keerulisemaks. Merest alguse saanud elu kattis seejärel maad, õhku ja tungis ookeanide sügavustesse.
Geograafilise ümbrise väljatöötamise käigus muutusid elusorganismide eksisteerimise tingimused korduvalt, mis tõi kaasa mõnede liikide väljasuremise ja teiste kohanemise uute tingimustega.
Paljud teadlased seostavad fundamentaalseid muutusi orgaanilise elu arengus, eriti taimede ilmumist maismaale, suurte geoloogiliste sündmustega – suurenenud mägede ehitamise, vulkanismi, mere taandarengu ja üleastumise perioodidega ning mandrite liikumisega. On üldtunnustatud, et orgaanilise maailma ulatuslikud muutused, eelkõige mõnede taime- ja loomarühmade väljasuremine, teiste tekkimine ja järkjärguline areng, olid seotud biosfääris endas toimuvate protsessidega ja nende soodsate asjaoludega. mis tekkisid abiogeensete tegurite tegevuse tulemusena. Seega aktiveerib süsihappegaasi sisalduse suurenemine atmosfääris intensiivse vulkaanilise tegevuse ajal koheselt fotosünteesi protsessi. Mere taandareng loob soodsad tingimused orgaanilise elustiku tekkeks madalatel aladel. Olulised muutused keskkonnatingimustes põhjustavad sageli mõne vormi surma, mis tagab teiste konkurentsivõimetu arengu. On põhjust arvata, et elusorganismide olulise ümberstruktureerimise ajastud on otseses seoses voltimise peamiste epohhidega. Nendel ajastutel tekkisid kõrged kurrutatud mäed, reljeefi karmus suurenes järsult, vulkaaniline aktiivsus, keskkondade kontrastsus, aine ja energia vahetusprotsess toimus intensiivselt. Väliskeskkonna muutused andsid tõuke orgaanilises maailmas liigistumisele.
Biogeenses etapis hakkab biosfäär avaldama tugevat mõju kogu geograafilise ümbrise struktuurile. Fotosünteetiliste taimede tärkamine muutis radikaalselt atmosfääri koostist: vähenes süsihappegaasi sisaldus ja tekkis vaba hapnik. Hapniku akumuleerumine atmosfääri tõi omakorda kaasa muutuse elusorganismide olemuses. Kuna vaba hapnik osutus sellega mitte kohanenud organismidele tugevaks mürgiks, surid välja paljud elusorganismide liigid. Hapniku olemasolu aitas kaasa osooniekraani tekkele 25–30 km kõrgusel, mis neelab päikese ultraviolettkiirguse lühilainelise osa, mis on orgaanilise elu jaoks hävitav.
Elusorganismide mõjul, mis kogevad kõiki geograafilise kesta komponente, muutuvad jõe-, järve-, mere- ja põhjavee koostis ja omadused; toimub settekivimite teke ja kuhjumine, maakoore ülemise kihi moodustumine, organogeensete kivimite (kivisüsi, korallide lubjakivid, diatomiidid, turvas) kuhjumine; moodustuvad füüsikalis-keemilised tingimused elementide migratsiooniks maastikel (elusorgaaniliste ühendite mädanemiskohtades moodustub hapnikuvaegusega redutseeriv keskkond ja veetaimede sünteesivööndis oksüdeeriv keskkond liigse hapnikuga), tingimused elementide migratsiooniks maakoores, mis lõpuks määrab selle geokeemilise ühendi. Vastavalt V.I. Vernadski, elu on meie planeedi pinna keemilise inertsi suur pidev ja pidev häirija.
Geograafilist ümbrist iseloomustab selgelt väljendunud tsoneering (vt § 10.1). Eelbiogeense geosfääri tsoonilisusest on vähe teada, on ilmne, et selle tsoonimuutused olid sel ajal seotud kliimatingimuste ja ilmastiku maakoore muutumisega. Biogeenses etapis mängivad geograafilise ümbrise tsoneerimisel juhtivat rolli elusorganismide muutused. Kaasaegset tüüpi geograafilise tsoneeringu tekkimise algus ulatub kriidiajastu lõppu (67 miljonit aastat tagasi), mil ilmusid õitsvad taimed, linnud ja imetajad. Tänu soojale ja niiskele kliimale on ekvaatorilt kõrgetele laiuskraadidele levinud lopsakad troopilised metsad. Muutused mandrite piirjoontes kogu Maa edasise arengu ajaloo jooksul põhjustasid muutusi kliimatingimustes ja vastavalt ka pinnases, taimestikus ja loomamaailmas. Geograafiliste vööndite struktuur, liigiline koosseis ja biosfääri korraldus muutus järk-järgult keerukamaks.
Paleogeenis, neogeenis ja pleistotseenis toimus maapinna järkjärguline jahenemine; lisaks laienes maa ning selle põhjarannik Euraasias ja Põhja-Ameerikas liikus kõrgematele laiuskraadidele. Paleogeeni alguses tekkisid ekvatoriaalmetsadest põhja pool hooajaliselt niisked subekvatoriaalmetsad, peamiselt lehtmetsad, Euraasias jõudsid need tänapäeva Pariisi ja Kiievi laiuskraadidele. Tänapäeval leidub seda tüüpi metsi ainult Hindustani ja Indohiina poolsaartel.
Hilisem jahtumine tõi kaasa subtroopiliste ja paleogeeni lõpus (26 miljonit aastat tagasi) parasvöötme lehtmetsade arengu. Praegu asuvad sellised metsad palju kaugemal lõuna pool – Lääne-Euroopa ja Kaug-Ida keskel. Subtroopilised metsad taandusid lõunasse. Mandripiirkondade looduslikud tsoonid said selgemalt piiritletud: stepid, mida raamisid põhjas metsastepid ja lõunas savannid, mis olid levinud kogu Saharas, Somaalia poolsaarel ja Hindustani idaosas.
Neogeeni perioodil (25-1 miljonit aastat tagasi) jätkus jahtumine. Arvatakse, et sel perioodil jahtus maapind 8 °C võrra. Tsoonilise struktuuriga tekkis veel üks komplikatsioon: Euraasia põhjaosa tasandikel tekkis sega- ja seejärel okasmetsade vöönd ning soojalembesemad metsavööndid ahenesid ja liikusid lõunasse. Mandripiirkondade keskosades tekkisid kõrbed ja poolkõrbed; põhjas raamistasid neid stepid, lõunas savannid ja idas metsad ja põõsad. Mägedes ilmnes kõrgusvööndisus selgemini. Neogeeni lõpuks toimusid Maa olemuses olulised muutused: Arktika vesikonna jääkate suurenes, Euraasia keskmistel laiuskraadidel tsüklonaalsed sademed muutusid intensiivsemaks ning Põhja-Aafrika ja Lääne-Aasia kliima kuivus vähenes. . Jätkuv jahtumine tõi mägedes kaasa jäätumise: Põhja-Ameerika Alpid ja mäed olid kaetud liustikega. Jahtumine, eriti kõrgetel laiuskraadidel, on jõudnud kriitilisse punkti.
Suuremat osa kvaternaari perioodist (umbes 1 miljon - 10 tuhat aastat tagasi) iseloomustasid Maa ajaloo viimased jäätumised: temperatuur oli 4-6 °C madalam kui praegu. Seal, kus sademeid oli piisavalt lume kujul, tekkisid tasandikel liustikud, näiteks subpolaarsetel laiuskraadidel. Selles keskkonnas näis külm kogunevat, kuna lume ja liustikupindade peegeldusvõime ulatub 80% -ni. Selle tulemusena liustik laienes, moodustades pideva kilbi. Euroopa jäätumise keskus asus Skandinaavia poolsaarel ja Põhja-Ameerikas Baffini saarel ja Labradoril.
Nüüdseks on kindlaks tehtud, et liustikud näisid pulseerivat, mida katkestasid interglatsiaalid. Pulsatsioonide põhjused on teadlaste seas siiani vaidluse objektiks. Mõned neist seostavad jahtumist suurenenud vulkaanilise aktiivsusega. Vulkaaniline tolm ja tuhk suurendavad oluliselt päikesekiirguse hajumist ja peegeldumist. Seega, kui kogu päikesekiirgus väheneb atmosfääri tolmu tõttu vaid 1%, peaks planeedi keskmine õhutemperatuur langema 5 °C võrra. See efekt suurendab jäätunud territooriumi enda peegelduvust.
Jäätumisperioodil tekkisid mitmed looduslikud vööndid: liustik ise, mis moodustas polaarvööd (Arktika ja Antarktika); tundravöönd, mis tekkis piki Arktika vööndi serva igikeltsale; tundra-stepid mandri kuivematel aladel; niidud ookeanilistes osades. Neid vööndeid eraldas lõunasse taanduvast taigast metsa-tundra vöönd.

Antropogeenne staadium Geograafilise ümbrise kujunemine on saanud sellise nimetuse, kuna loodus on viimaste sadade aastatuhandete jooksul toimunud inimese juuresolekul. Kvaternaariperioodi teisel poolel ilmusid kõige iidsemad arhantroopsed inimesed, eriti Pithecanthropus (Kagu-Aasias). Arhantroobid eksisteerisid Maal pikka aega (600-350 tuhat aastat tagasi). Kuid inimtekkeline periood geograafilise ümbriku kujunemisel ei alanud kohe pärast inimese ilmumist. Alguses oli inimese mõju geograafilisele ümbrikule tühine. Korjamine ja küttimine nuiade või peaaegu töötlemata kivi abil ei muutnud oma mõjus loodusele suurt vahet muistse inimese ja loomade vahel. Kõige iidsem mees ei tundnud tuld, tal polnud alalisi eluasemeid ega kasutanud riideid. Seetõttu oli ta peaaegu täielikult looduse meelevallas ja tema evolutsioonilise arengu määrasid peamiselt bioloogilised seadused.
Arhantroobid asendusid paleoantroobidega – iidsete inimestega, kes eksisteerisid kokku üle 300 tuhande aasta (350-38 tuhat aastat tagasi). Sel ajal valdas ürginimene tuld, mis lahutas ta lõpuks loomariigist. Tuli sai jahipidamiseks ja kiskjate eest kaitsmiseks, muutis toidu koostist ja aitas inimesel võidelda külmaga, mis aitas kaasa tema elupaiga järsule laienemisele. Paleoantroobid hakkasid koopaid laialdaselt kasutama eluruumidena ja nad olid riietusega tuttavad.
Umbes 38-40 tuhat aastat tagasi asendati paleoantroobid neoantroopidega, mille hulka kuuluvad ka tänapäeva inimesed Homo sapiens. Just sellele ajale omistatakse inimtekkelise perioodi algus. Olles loonud võimsad tootlikud jõud, mis osalevad globaalsel skaalal Maa kõigi sfääride vastasmõjus, annab inimene geograafilise ümbrise arendamise protsessile sihipärasuse. Tundes oma jõudu, veendus inimene omast kogemusest, et tema heaolu on lahutamatult seotud looduse täisverelise arenguga. Selle tõe teadvustamine tähistab geograafilise kesta evolutsiooni uue etapi algust - looduslike protsesside teadliku reguleerimise etappi, mille eesmärk on saavutada süsteemi “loodus-ühiskond-inimene” harmooniline areng.

§ 10.4. Geograafiline keskkond ja inimkonna globaalprobleemid

Geograafiline keskkond ja selle seos ühiskonnaga

Loodusteaduse põhikontseptsioon on geograafiline keskkond, mida tavaliselt mõistetakse geograafilise ümbriku osana, ühel või teisel määral inimene valdab ja on kaasatud sotsiaalsesse tootmisse. Geograafilise keskkonna mõistet tutvustasid E. Reclus ja L.I. Mechnikov. Geograafiline keskkond on looduslike ja inimtekkeliste komponentide kompleksne kombinatsioon, mis moodustab inimühiskonna eksisteerimise materiaalse aluse. Arvatakse, et aja jooksul geograafiline keskkond laieneb üha enam ja lõpuks kattuvad selle piirid geograafilise ümbrisega.
Praegu asendatakse mõiste “geograafiline keskkond” sageli üldisema mõistega – “keskkond”, mis hõlmab osa päikesesüsteemist, Maa pinda ja selle aluspinnast, mis kuuluvad ka inimtegevuse sfääri. kui tema loodud materiaalne maailm. Keskkond jaguneb tavaliselt looduslikuks, mis hõlmab looduse elutuid ja elavaid osi - geograafilist ümbrist (biosfääri) ja tehislikuks, mis hõlmab kõike, mis on inimtegevuse toode - materiaalse ja vaimse kultuuri objektid (linnad, ettevõtted, majad). , teed, autod jne).
Inimene kui bioloogiline liik on seotud geograafilise ümbrise (biosfääri) teiste komponentidega ning tema keha siseneb looduse ringkäiku ja järgib selle seadusi. Inimkeha, nagu ka teiste loomade organismid, reageerib päeva- ja hooajarütmidele, ümbritseva õhu temperatuuri muutustele, päikesekiirguse intensiivsusele jne. Kuid inimene pole ainult bioloogiline liik. See on erilise sotsiaalse keskkonna – ühiskonna – lahutamatu osa. Inimkeskkond ei ole ainult loodus, seda kujundavad ka sotsiaal-majanduslikud tingimused. Inimene ei saa loodusega mitte ainult kohaneda, vaid ka seda muuta. Tööprotsess ise kui ühiskonna arengu alus on inimese aktiivse looduse mõjutamise protsess.
Inimene ja ühiskond on geograafilise keskkonnaga lahutamatult seotud. Geograafilise determinismi uurimise teemaks on looduse mõjuaste ja inimese sõltuvus sellest. Praegu arendatakse geograafilise determinismi ideid ühiskonna territoriaalset korraldust uurivas sotsiaalgeograafias ja geopoliitikas, mis uurib riikide välispoliitika ja rahvusvaheliste suhete sõltuvust poliitiliste, majanduslike ja sõjaliste suhete süsteemist. riigi (piirkonna) geograafilise asukoha ja muude füüsiliste ja majanduslike ning geograafiliste tegurite (kliima, loodusvarad jne) järgi.
Geograafilise determinismiga kooskõlas oleva algse kontseptsiooni pakkus 1924. aastal välja L.I. Mechnikov oma teoses "Tsivilisatsioon ja suured ajaloolised jõed". Ta väitis, et inimühiskonna arengu määrab eelkõige veevarude ja kommunikatsioonide areng. Mechnikovi sõnul läbis tsivilisatsioonide areng kolm etappi, mis järgemööda üksteist asendasid. Esimeses etapis – jõeäärne – arenes ühiskond välja Hiina, India, Egiptuse ja Mesopotaamia suurte jõgede arendamise ja kasutamise kaudu. Teises etapis - Vahemere - võtsid inimesed oma valdusse mere ja liikusid Euroopas, Aasias ja Aafrikas mandrilt mandrile. Ookeaniline etapp algas Ameerika avastamisest ja selle aktiivsest arengust ning ühendas kõik Maa mastaabis tsivilisatsioonid.
Ideed keskkonna ja ühiskonna suhetest kajastuvad V.I. Vernadsky, K.E. Tsiolkovski, A.L. Tšiževski. Nii juhtis Tšiževski tähelepanu Päikese aktiivsuse seostele Maal toimuvate bioloogiliste ja sotsiaalsete protsessidega. Suurele hulgale faktilisele materjalile tuginedes töötas ta välja kontseptsiooni, mille järgi kosmilised rütmid mõjutavad inimese bioloogilist (füüsiline ja vaimne seisund) ja sotsiaalset (sõjad, rahutused, revolutsioonid) elu. Chizhevsky arvutuste kohaselt ei teki minimaalse päikeseaktiivsuse ajal rohkem kui 5% kõigist ühiskonna sotsiaalsetest ilmingutest, samal ajal kui päikese aktiivsuse tippajal ulatub nende osakaal 60% -ni.
Küsimuses, kas geograafiline keskkond mõjutab teatud etniliste rühmade tekkimist, arengut ja kadumist Maal (etnogenees), puudub üksmeel. Yu.V vaatenurgast. Bromley, S.A. Tokarevi ja teiste kodumaiste teadlaste sõnul on etnogenees eelkõige sotsiaalne protsess ning etniliste rühmade teket mõjutavad eelkõige sotsiaalmajanduslikud tegurid, mistõttu on selle uurimisel soovitav kasutada formatsioonilist lähenemist ja analüüsida rahvusesiseseid protsesse.
L.N. oli teistsugusel seisukohal. Gumilev. Tema hüpoteesi kohaselt mängivad etniliste rühmade kujunemisel peamist rolli bioloogilised ja psühholoogilised tegurid ning sellest tulenevalt ka geograafiline keskkond. Gumiljov arvas, et ainsaks usaldusväärseks kriteeriumiks etnose ja superetnose (etniliste rühmade rühma) iseloomustamiseks võib olla käitumuslik stereotüüp, mistõttu etnogeneesi tuleks käsitleda mitte sotsiaalse, vaid loomuliku protsessina. Tema arvates kogevad enamik etnilisi rühmi (superetnilisi rühmi) kujunemise, tõusu, lagunemise, languse ja homöostaasi faase. Gumilev uskus, et etnogeneesi liikumapanev jõud oli kirglikkus - vastupandamatu sisemine tegevusiha, mille eesmärk on saavutada eesmärk ja mis on iseloomulik üksikisikute, rühmade ja tervete rahvaste jaoks, kes on sattunud nn kirgliku impulsi tsooni. Selle hüpoteesi kohaselt on kirglikkus tingitud biosfääri elusaine biokeemilise energia ebaühtlusest ajas ja ruumis.
Praegu on laialt levinud teine ​​algne idee - õpetus noosfäär(meelesfäär). See õpetus põhineb 20. sajandi alguses väljendatud ideedel. E. Leroy ja P. Teilhard de Chardin, kes pidasid noosfääri omamoodi ideaalseks moodustiseks, Maad ümbritsevaks ekstrabiosfääriliseks mõttekestaks. Moodsa noosfääri õpetuse alused sõnastas V.I. Vernadski. Ta uskus, et noosfäär on esiteks planeedi seisund pärast seda, kui inimesest sai suur muutev jõud; teiseks teadusliku mõtte aktiivse avaldumise valdkond; kolmandaks peamine tegur biosfääri ümberstruktureerimisel ja muutumisel. Praegu arvatakse, et noosfäär on inimese ja looduse vastastikuse mõju piirkond, kus intelligentne inimtegevus muutub peamiseks arengu määravaks teguriks; Noosfäär on biosfääri kvalitatiivselt kõrgem arenguaste, mis on seotud nii looduse kui ka inimese enda radikaalse muutumisega, s.t. Noosfäär on biosfääri kvalitatiivselt uus seisund, selle järgmine transformatsioon evolutsiooni käigus. Noosfääri struktuur hõlmab: inimkonda, sotsiaalseid süsteeme, teadust, tehnoloogiat ja tehnoloogiat ühtsuses biosfääriga.

Inimkonna globaalsed probleemid

Ühiskonna ja looduse vastasmõju olemuse määrab suuresti sotsiaalse arengu aste. Geograafilise keskkonna mõju ühiskonnale avaldub sotsiaalses tööjaotuses, erinevate tootmisharude paiknemises ja arengus ning sellest tulenevalt ka tööviljakuse tasemes, inimvõimete arengus, ühiskonna arengutempos. tervikuna töösuhete areng, ühiskonna sotsiaalpsühholoogiline välimus ja meeleolu, s.o. tema mentaliteedi kohta.
Inimese mõju loodusele taandub neljale peamisele muutuste tüübile:
◊ maapinna struktuurid (steppide kündmine, metsaraie, maaparandus, tehisjärvede ja -mere loomine jne);
◊ biosfääri koostis, seda moodustavate ainete ringlus ja tasakaal (erinevate ainete sattumine atmosfääri ja veekogudesse, mineraalide eemaldamine, niiskusringluse muutused jne);
◊ energia, eriti soojus, maakera üksikute piirkondade ja kogu planeedi tasakaal;
◊ elustik (elusorganismide kogum) teatud elusorganismiliikide hävitamise, uute loomatõugude ja taimesortide loomise ning uutesse elupaikadesse liikumise tulemusena.
Vajadust võtta keskkonnajuhtimise protsessis arvesse kogu looduslike tegurite kompleksi saab illustreerida kahe juba õpikuks saanud näitega: 1) Ameerika farmerid kasutasid niitude rohu parandamiseks massiliselt herbitsiide. Kuid see hävitas kobraste toiduks olnud pajupuud.
Koprad lahkusid jõest, mille kõrget taset hoidsid nende ehitatud tammid. Tammid lagunesid järk-järgult, jõgi muutus madalaks ja selles elanud kalad surid. Seejärel alanes põhjavee tase kogu alal ning rikkalikud lamminiidud, mille jaoks kasutati fütontsiide (herbitsiidi), kuivasid ja kaotasid oma väärtuse. Planeeritud üritus ei õnnestunud, sest inimesed püüdsid mõjutada vaid üht lüli keerulises põhjuste ja tagajärgede ahelas; 2) Hiinas hävitati kõik varblased, kes sõid tohutul hulgal teravilja. Kuid varblased, olles ise viljasööjad, toidavad oma tibusid putukatega. Seetõttu rikkus varblaste hävitamine looduses senise tasakaalu: röövikud paljunesid uskumatult ja langesid aedadele ja mooruspuudele.
20. sajandil inimkond seisab silmitsi globaalsete probleemidega, mida ükski riik ei suuda lahendada; need nõuavad kõigi riikide ja rahvaste ühiseid jõupingutusi. Paljud globaalsed probleemid taanduvad ebatäiuslikele suhetele ühiskonna ja looduse vahel, mis viib kriisini. Praegu on inimkonnal selline tehniline potentsiaal, mis võib bioloogilist tasakaalu oluliselt häirida. Rahvastiku järsu kasvu, industrialiseerimise ja linnastumise tõttu hakkas majanduslik surve ületama ökoloogiliste süsteemide isepuhastumis- ja taastumisvõimet. See omakorda põhjustab biosfääri ainete tsüklite katkemise: loodusvarad ammenduvad, mis toob kaasa ressursi- ja energiaprobleeme ning koguneb suur hulk kahjulikke aineid, mille tagajärjeks on keskkonnaprobleemid.
Ressursi- ja energiaprobleemid on seotud tõsiasjaga, et mõnest ajast hakkab vajadus loodusest ressursse eemaldada, ületama looduse taastumisvõimet, kuna paljud loodusvarad on piiratud ja Maa rahvaarv kasvab pidevalt. Selle probleemi lahendamine on tihedalt seotud teiste probleemide lahendamisega: ratsionaalne keskkonnajuhtimine, alternatiivsete energia hankimise viiside otsimine, rahvastikuregulatsioon, toiduprobleem jne.
Ökoloogilised probleemid on seotud keskkonnakvaliteedi halvenemisega, mis on tingitud ainete tasakaalustamatusest keskkonnajuhtimisprotsessis järgmistel põhjustel:
◊ metsade raadamine. See on eriti märgatav Amazonases ja Kagu-Aasias, kus metsi süstemaatiliselt hävitatakse. See toob kaasa veerežiimi katkemise ja hapnikusisalduse vähenemise atmosfääris;
◊ kõrbestumise protsess, mille tulemusena võetakse tootmisest välja suur hulk põllu- ja muud maad. See on suuresti tingitud muldade ebaratsionaalsest kasutamisest ja ülekarjatamisest;
◊ veevarude ammendumine ja nende kvaliteedi halvenemine;
◊ mineraalide kaevandamise ja nende lõpptooteks töötlemise tagajärjel tekkinud keskkonnareostus, mis põhjustab kahjulike ainete sattumist pinnasesse, vette, atmosfääri, biosfääri lagunemist, mis lõppkokkuvõttes mõjutab inimese tervist;
◊ Maad liigse ultraviolettkiirguse eest kaitsva atmosfääri osoonikihi hävitamine. Teatud lenduvate ühendite klasside inimtekkeliste heitkoguste suurenemine atmosfääri arvatakse olevat osoonikihile eriti kahjulik;
◊ kasvuhooneefekt, mis on tingitud süsinikdioksiidi liigsest heitest atmosfääri.
Vaatame mõningaid globaalseid probleeme lähemalt. Seega on veeprobleemi tõsidus Maal üldiselt tingitud sellest, et head veed on inimtegevusega rikutud, veetarbimine kasvab, kuid veevarud ei suurene. Maapinnal on palju vett - ligi 1,5 miljardit km2, kuid inimestele ja seadmetele vajalikku head magedat vett on vähe. Mage vesi (jää, järved, jõed) moodustab kogu veest vaid 1/2000 ja peaaegu kogu see on koondunud liustikesse, peamiselt Antarktikas. Saadaval oleva vedela magevee osakaal ei ületa 1/40 kogu mageveest; kuid kogu vedelat magevett ei saa kasutada, ainult selle liig voolab ära, vastasel juhul kulub magevesi ära. Lisaks on veevarud jaotunud ebaühtlaselt: paljud piirkonnad ja osariigid on veevaesed.
Toiduressursside probleemi lahendamine hõlmab küsimist, kas Maa loodusvarad on ammendunud. Inimene tarbib peamiselt orgaanilist ainet. Iga inimene peaks aastas tarbima umbes 40 kg liha, umbes 20 kg kala ja lisaks taimset toitu. Inimeste tarbitav orgaaniline aine on osa Maa biomassist, mis on umbes 2,7 1012 tonni ja inimesi on 6 109. Seega on orgaanilist ainet inimese kohta umbes 50 tonni. Kuid selleks, et biomass mitte kurnata, peavad inimesed kasutama selle kasvu – saaki, mis sõltub loomade ja taimede produktiivsusest. Maailma elanikkond on aga ebaühtlaselt toidetud ja hullem Lõuna-Ameerikas, Aafrika ja Lõuna-Aasia arengumaad, kus rahvastiku juurdekasv on eriti suur. Nendes piirkondades on nisusaak 3-4 korda madalam maailma keskmisest ja elanikkond on alatoidetud. Näljapiirkonna kõrvaldamiseks peate toidutarbimist suurendama 3 korda. Selleks on vaja tohutuid rahalisi vahendeid, mis on võrdsed riikide kuludega Teises maailmasõjas.
Levinud on arvamus, et maapinda ähvardab kasvuhooneefekti tõttu ülekuumenemine. Eristatakse järgmisi inimtekkelise ülekuumenemise põhjuseid: päikesesoojuse akumuleerumine inimtegevuse tagajärjel ja inimkonna poolt toodetava energia suurenemine. Maa atmosfäär hoiab soojust Maa pinnalt samamoodi nagu klaas hoiab soojust kasvuhoones. Kasvuhooneefekt suureneb koos süsinikdioksiidi ja veeauru taseme tõusuga atmosfääris. Süsinikdioksiidi peamine allikas on looduslik – taimede (öösel) ja loomade hingamine kestab mitu miljardit aastat. Teine allikas on inimtekkeline – põlevate mineraalide – kivisüsi, nafta ja gaasi (metaan) – laialt levinud inimkasutus, mille põlemisel eraldub süsihappegaasi. Tööstuse arenedes suureneb süsinikdioksiidi hulk atmosfääris 10% iga 10 aasta järel. Tänapäeval on seda kaks korda rohkem kui 19. sajandi lõpu atmosfääris. Atmosfääri kasvuhooneefekt mõjutab ka maapinna temperatuuri. Ühe hinnangu kohaselt tõuseb 3000. aastal selle temperatuur 12 °C võrra.
Teiseks maapinna kuumenemise põhjuseks on inimtegevus, mis toodab energiat üha suuremates kogustes. See energia siseneb geograafilisse ümbrikusse. Termodünaamika teise seaduse kohaselt muutuvad kõik energialiigid soojuseks, mistõttu maapind soojeneb üha enam.
Praegu võetakse meetmeid teatud vastuolude kõrvaldamiseks looduse ja ühiskonna vastasmõjus. Inimkonna tulevik sõltub sellest, kuidas igaüks meist selles protsessis osaleb.
Seega taandub inimkonna kaasaegsete globaalprobleemide olemus järgmistele põhipunktidele: loodusvarade – tooraine, energia – kiire ammendumine; looduskeskkonna kiire saastumine - atmosfäär, litosfäär, hüdrosfäär. Kõik see on seotud inimkonna kiire kasvuga. Sellest tulenevalt on kriisist väljumiseks vajalik mõistlik enesepiirang loodusvarade, eriti energiaallikate tarbimisel; dünaamilise tasakaalu säilitamine looduse ja inimese vahel; keskkonnateadlikkuse kujunemine ühiskonnas. See eeldab uute metodoloogiliste ja metodoloogiliste lähenemiste väljatöötamist eelkõige loodusteaduse raames, mis võimaldaks ületada tänapäeva keskkonnakriisi ja lahendada inimkonna globaalseid probleeme.

KÜSIMUSED ENESEKOHTA

1. Mis on geograafiline ümbris ja millised on selle piirid? Mis annab alust rääkida geograafilise ümbriku ühtsusest?

1. Mis on geograafiline ruum ja kuidas see on seotud geograafilise ümbrisega?
2. Mis vahe on mõistetel "geograafiline ümbrik" ja "biosfäär"? Mis on V.I õpetuste olemus? Vernadski biosfäärist ja noosfäärist?

4. Mis on muld? Millised on selle peamised omadused? Miks V.V. Kas Dokutšajev nimetas mulda maastiku peegliks?
5. Milliste energiaallikate tõttu eksisteerib geograafiline ümbris?

1. Mis on geograafiline tsoneerimine ja kuidas see avaldub?
2. Milliseid sümmeetriatüüpe geograafilises ümbrises teate? Kuidas need avalduvad?
3. Milline on ainete ringkäik looduses? Milliseid tsükleid sa tead? Kirjeldage neid lühidalt.
4. Milliseid rütmilisi protsesse geograafilises kestas teate? Esitage nende omadused.
5. Kuidas geograafiline ümbrik arenes? Nimeta selle arengu peamised etapid ja iseloomusta neid.
6. Mis on geograafiline determinism ja mis on selle olemus?
7. Millise kontseptsiooni pakkus välja L.I. Mechnikov oma teoses "Tsivilisatsioon ja suured ajaloolised jõed"? Mis on selle olemus?
8. Millised on etniliste rühmade arenguteooria peamised sätted L.N. Gumiljov?
9. Millised on vastuolud süsteemis “loodus ja ühiskond”?

15. Millised on inimkonna globaalsed probleemid ja mis on nende põhjused? Milliseid viise te teate nende probleemide lahendamiseks?

KIRJANDUS

1. Armand D.L. Maastikuteadus. M., 1975.
2. Balandin R.K., Bondarev L.G. Loodus ja tsivilisatsioon. M., 1988.
3. Bokov V.A., Seliverstov Yu.P., Tšervanev I.G.Üldgeograafia. Peterburi, 1999.
4. Bromley S.V. Etnograafia kaasaegsed probleemid. M., 1984.
5. Bunge V. Teoreetiline geograafia. M., 1967.
6. Vernadski V.I. Biosfäär. M., 1967.
7. Vernadski V.I. Teaduslik mõte kui planetaarne nähtus. M., 1991.
8. Vronski V.A., Voitkevitš G.V. Paleogeograafia alused. Rostov n/d, 1997.

9. Geograafiline entsüklopeediline sõnastik (mõisted ja terminid). M., 1988.

1. Gregory K. Geograafia ja geograafid. Füüsiline geograafia. M., 1988.
2. Grigorjev A.A. Geograafilise keskkonna struktuuri ja arengu seaduspärasused. M., 1966.
3. Grigorjev A.A.Ökoloogilised õppetunnid ajaloolisest minevikust ja tänapäevast. L., 1991.
4. Gryadovoy D.I. Kaasaegse loodusteaduse kontseptsioonid. Loodusteaduse aluste struktuurikursus. M., 2000.
5. Gumilev L.N. Etnilise rühma geograafia ajaloolisel perioodil. L., 1990.
6. Zhekulin B.C. Sissejuhatus geograafiasse. L., 1989.
7. Zabelin I.M. Füüsilise geograafia teooria. M., 1956.
8. Zabelin I.M. Füüsiline geograafia kaasaegses loodusteaduses. M., 1978.
9. Isachenko A.G. Maastikuteadus ja füüsikalis-geograafiline tsoneerimine. M., 1991.
10. Kolesnik S.V. Maa üldised geograafilised mustrid. M., 1970.
11. Aine ringkäik looduses ja selle muutumine inimese majandustegevuse poolt / Toim. OLEN. Rjabtšikova. M., 1980.
12. Lyamin B.S. Geograafia ja ühiskond. M., 1978.
13. Maksakovski V.P. Geograafiline kultuur. M., 1997.
14. Markov K.K. Paleogeograafia. M., 1960.
15. Markov K.K., Dobrodeev O.P., Simonov Yu.G., Suetova I.A. Sissejuhatus füüsilisse geograafiasse. M., 1973.
16. Mereste U.I., Nymmik S.Ya. Kaasaegne geograafia. Teooriaprobleemid. M., 1984.
17. Mechnikov L.I. Tsivilisatsioon ja suured ajaloolised jõed. M., 1995.
18. Milkov F.N.Üldgeograafia. M., 1990.
19. Geograafia maailm: geograafia ja geograafid / Toim. G.I. Rychagov jt M., 1984.
20. Nekljukova N.P., Dushina I.V., Rakovskaja E.M. ja jne. Geograafia. M., 2001.
21. Odum Yu.Ökoloogia. M., 1986. T. 1-2.
22. Razumikhin N.V. Loodusvarad ja nende kaitse. L., 1987.
23. Reimers N.F.Ökoloogia. M., 1994.
24. RjabtšikovA. M. Geosfääri struktuur ja dünaamika. M., 1972.
25. Selivanov A. O. Loodus, ajalugu, kultuur: maailma rahvaste kultuuri keskkonnaaspektid. M., 2000.
26. Sochava V.B. Sissejuhatus geosüsteemide uurimisse. Novosibirsk, 1978.
27. Teilhard de Chardin P. Inimnähtus. M., 1987.
28. Chizhevsky A.L. Päikesetormide maapealne kaja. M., 1976.

Sissejuhatus

1. Geograafiline kest kui materiaalne süsteem, selle piirid, struktuur ja kvalitatiivsed erinevused teistest maistest kestadest

2. Aine ja energia ringlus geograafilises ümbrises

3. Geograafilise kesta põhimustrid: süsteemi ühtsus ja terviklikkus, nähtuste rütm, tsoonilisus, azonaalsus

4. Geograafilise ümbriku eristamine. Geograafilised vööndid ja looduslikud alad

5. Mägede kõrgusvööndid erinevates geograafilistes vööndites

6. Füüsilis-geograafiline tsoneerimine kui füüsilise geograafia üks olulisemaid probleeme. Taksonoomiliste ühikute süsteem füüsilises geograafias

Maa geograafiline ümbris (sünonüümid: looduslikud-territoriaalsed kompleksid, geosüsteemid, geograafilised maastikud, epigeosfäär) on litosfääri, atmosfääri, hüdrosfääri ja biosfääri läbitungimise ja vastasmõju sfäär. Omab keerukat ruumilist diferentseerumist. Geograafilise kesta vertikaalne paksus on kümneid kilomeetreid. Geograafilise ümbrise terviklikkuse määrab pidev energia ja massi vahetus maa ja atmosfääri, maailma ookeani ja organismide vahel. Looduslikud protsessid geograafilises kestas toimuvad tänu Päikese kiirgusenergiale ja Maa siseenergiale. Geograafilise kesta sees tekkis ja areneb inimkond, ammutades kestast ressursse oma eksisteerimiseks ja mõjutades seda.

P. I. Brounov määratles geograafilise ümbrise esmakordselt 1910. aastal kui "Maa väliskest". See on meie planeedi kõige keerulisem osa, kus atmosfäär, hüdrosfäär ja litosfäär puudutavad ja läbistavad. Ainult siin on võimalik aine samaaegne ja stabiilne olemasolu tahkes, vedelas ja gaasilises olekus. Selles kestas toimub Päikese kiirgusenergia neeldumine, muundumine ja akumuleerumine; alles selle piirides sai võimalikuks elu tekkimine ja levik, mis omakorda oli võimas tegur epigeosfääri edasisel muutumisel ja komplitseerimisel.

Geograafilist ümbrist iseloomustab terviklikkus, mille määravad selle komponentidevahelised seosed, ning ebaühtlane areng ajas ja ruumis.

Arengu ebaühtlus ajas väljendub sellele kestale omastes suunatud rütmilistes (perioodiline - iga päev, igakuine, hooajaline, iga-aastane jne) ja mitterütmilistes (episoodilistes) muutustes. Nende protsesside tulemusena kujunevad välja geograafilise ümbrise üksikute osade erinevad vanused, looduslike protsesside kulgemise pärandumine ja reliktsete tunnuste säilimine olemasolevates maastikes. Geograafilise kesta põhiliste arengumustrite tundmine võimaldab paljudel juhtudel ennustada looduslikke protsesse.

Geograafiliste süsteemide (geosüsteemide) õpetus on geograafiateaduse üks peamisi fundamentaalseid saavutusi. Seda arendatakse ja arutatakse endiselt aktiivselt. Sest sellel õpetusel ei ole mitte ainult sügav teoreetiline tähendus kui võtmealus faktilise materjali sihipäraseks kogumiseks ja süstematiseerimiseks uute teadmiste saamiseks. Selle praktiline tähendus on samuti suur, kuna just selline süstemaatiline lähenemine geograafiliste objektide infrastruktuuriga arvestamisele on territooriumide geograafilise tsoneerimise aluseks, ilma milleta on võimatu tuvastada ja lahendada, ei lokaalselt, rääkimata globaalsest. inimese, ühiskonna ja looduse ühel või teisel viisil suhtlemine: ei keskkonna- ega keskkonnajuhtimine ega üldiselt inimkonna ja looduskeskkonna vaheliste suhete optimeerimine.

Testi eesmärk on vaadelda geograafilist ümbrist tänapäevaste ideede vaatenurgast. Töö eesmärgi saavutamiseks tuleks visandada ja lahendada mitmeid ülesandeid, millest peamised on:

1 geograafilise kesta käsitlemine materiaalse süsteemina;

2 geograafilise ümbriku põhimustrite arvestamine;

3 geograafilise ümbriku eristamise põhjuste väljaselgitamine;

4 füüsikalis-geograafilise tsoneerimise arvestamine ja taksonoomiliste ühikute süsteemi määramine füüsilises geograafias.

Geograafilise kesta dünaamika sõltub täielikult Maa sisemuse energiast välistuuma ja astenosfääri tsoonis ning Päikese energiast. Teatud rolli mängivad ka Maa-Kuu süsteemi loodete vastasmõjud.

Planetaarsete protsesside projitseerimine maapinnale ja nende hilisem koostoime päikesekiirgusega peegeldub lõpuks maakoore ülaosa, reljeefi, hüdrosfääri, atmosfääri ja biosfääri geograafilise kesta põhikomponentide kujunemises. Geograafilise kesta praegune seisund on selle pika evolutsiooni tulemus, mis sai alguse planeedi Maa tekkimisest.

Teadlased eristavad geograafilise ümbrise arengus kolme etappi: esimest, kõige pikemat (umbes 3 miljardit aastat) iseloomustas kõige lihtsamate organismide olemasolu; teine ​​etapp kestis umbes 600 miljonit aastat ja seda iseloomustas elusorganismide kõrgemate vormide ilmumine; kolmas etapp on kaasaegne. See sai alguse umbes 40 tuhat aastat tagasi. Selle eripära on see, et inimesed hakkavad üha enam mõjutama geograafilise ümbrise arengut ja kahjuks negatiivselt (osoonikihi hävimine jne).

Geograafilist ümbrist iseloomustab keeruline koostis ja struktuur. Geograafilise kesta põhilised materjalikomponendid on maakoore moodustavad kivimid (oma kujuga - reljeef), õhumassid, veekogumid, pinnaskate ja biotsenoosid; Polaarsetel laiuskraadidel ja kõrgetel mägedel on jääkogumite roll märkimisväärne. Peamised energiakomponendid on gravitatsioonienergia, planeedi sisesoojus, Päikeselt kiirgusenergia ja kosmiliste kiirte energia. Vaatamata komponentide piiratud komplektile võivad nende kombinatsioonid olla väga mitmekesised; see sõltub kombinatsioonis sisalduvate komponentide arvust ja nende sisemistest variatsioonidest (kuna iga komponent on ka väga keeruline looduslik kompleks), ja mis kõige tähtsam, nende vastasmõju ja omavaheliste seoste olemusest, st geograafilisest struktuurist.

A.A. Grigorjev paigutas geograafilise ümbrise (GE) ülemise piiri 20-26 km kõrgusele merepinnast, stratosfääri, osooni maksimaalse kontsentratsiooni kihi alla. Osooniekraan püüab kinni elusolenditele kahjuliku ultraviolettkiirguse.

Atmosfääriosoon tekib peamiselt 25 km kõrgusel. See satub madalamatesse kihtidesse õhu turbulentse segunemise ja õhumasside vertikaalse liikumise tõttu. O 3 tihedus on maapinna lähedal ja troposfääris madal. Selle maksimumi täheldatakse 20-26 km kõrgusel. Osooni kogusisaldus X vertikaalses õhusambas on vahemikus 1 kuni 6 mm, kui see viiakse normaalrõhuni (1013,2 mbar) temperatuuril t = 0 o C. Väärtust X nimetatakse osoonikihi vähendatud paksuseks või koguhulgaks. osoonist.

Allpool osooniekraani piiri täheldatakse õhu liikumist atmosfääri vastasmõju tõttu maa ja ookeaniga. Geograafilise kesta alumine piir möödub Grigorjevi sõnul kohast, kus tektoonilised jõud lakkavad tegutsemast, see tähendab 100-120 km sügavusel litosfääri pinnast mööda maakoore kihi ülemist osa, mis mõjutab suuresti reljeefi moodustumine.

S.V. Kalesnik paneb G.O. ülemise piiri. täpselt nagu A.A. Grigorjev osooniekraani tasemel ja alumine - tavaliste maavärinate fookuste esinemise tasemel, see tähendab mitte rohkem kui 40–45 km ja mitte vähem kui 15–20 km sügavusel. See sügavus on nn hüpergeneesi tsoon (kreeka keeles hüper - ülalt, ülalt, genesis - päritolu). See on settekivimite vöönd, mis tekib ilmastikuolude, esmase päritoluga tard- ja moondekivimite muutumise käigus.

D.L.-i vaated erinevad nendest arusaamadest tsiviilkaitse piiride kohta. Armanda. D.L.Armandi geograafiline sfäär hõlmab troposfääri, hüdrosfääri ja kogu maakoort (geokeemikute silikaatsfäär), mis paikneb ookeanide all 8-18 km sügavusel ja kõrgete mägede all 49-77 km sügavusel. Lisaks geograafilisele sfäärile endale teeb D.L. Armand ettepaneku eristada "Suurt geograafilist sfääri", sealhulgas stratosfääri, mis ulatub kuni 80 km kõrgusele ookeanist, ja eklogiidi sfäärist ehk simast, see tähendab, kogu litosfääri paksus, mille alumine horisont (700 -1000 km) on seotud süvafookusega maavärinatega.

Geograafiline ümbris on Maa kõige keerulisem ja mitmekesisem (kontrastsem) osa. Selle eripärad kujunesid välja looduslike kehade pikaajalisel koosmõjul maapinna tingimustes.

Üks kesta iseloomulikke tunnuseid on materjali koostise mitmekesisus, mis ületab oluliselt aine mitmekesisust nii Maa sisemuses kui ka ülemistes (välistes) geosfäärides (ionosfäär, eksosfäär, magnetosfäär). Geograafilises ümbrises leidub ainet kolmes agregatsiooni olekus ja sellel on lai valik füüsikalisi omadusi – tihedus, soojusjuhtivus, soojusmahtuvus, viskoossus, killustatus, peegeldusvõime jne. Aine keemilise koostise ja aktiivsuse lai valik on silmatorkav.

Geograafilise kesta ainelised moodustised on struktuurilt heterogeensed. Nad eristavad inertset ehk anorgaanilist ainet, elusat (organismid ise), bioinertset ainet. Iga nimetatud aineliik hõlmab sadu ja tuhandeid liike ning elusorganismide liikide arv jääb vahemikku 1,5–2 miljonit (erinevatel hinnangutel).

Geograafilise kesta teine ​​tunnus on sellesse sisenevate energialiikide ja selle muundamise vormide suur valik. Arvukate energiamuutuste hulgas on eriline koht selle akumuleerumisprotsessidel (näiteks orgaanilise aine kujul).

Energia ebaühtlane jaotumine maa pinnal, mis on põhjustatud Maa sfäärilisusest, maa ja ookeani komplekssest jaotusest, liustikest, lumest, maapinna topograafiast ja aineliikide mitmekesisusest, määravad geograafilise kesta tasakaalutuse. , mis on aluseks erinevate liikumiste tekkele: energiavood, õhu, vee, pinnase lahused, keemiliste elementide migratsioon, keemilised reaktsioonid jne. Aine ja energia liikumised ühendavad geograafilise ümbrise kõiki osi, määrates selle terviklikkus.

Geograafilise kesta kui materiaalse süsteemi väljatöötamise käigus muutus selle struktuur keerukamaks, suurenes materjali koostise ja energiagradientide mitmekesisus. Kesta teatud arenguetapis ilmus elu - aine kõrgeim liikumisvorm. Elu tekkimine on geograafilise ümbriku evolutsiooni loomulik tulemus. Elusorganismide tegevus on toonud kaasa kvalitatiivse muutuse maapinna olemuses.

Geograafilise ümbrise tekkeks ja arenguks on oluline planeedi tegurite kogum: Maa mass, kaugus Päikesest, pöörlemiskiirus ümber telje ja orbiidil, magnetosfääri olemasolu (vt I peatükk) , mis tagas teatud termodünaamilise keskkonna, mis on piisavalt soodne erinevate looduslike vastasmõjude – geograafiliste protsesside ja nähtuste põhialuste – teostamiseks. Lähedal asuvate kosmoseobjektide – Päikesesüsteemi planeetide – uurimine näitas, et ainult Maal kujunesid välja tingimused, mis olid soodsad piisavalt keeruka materiaalse süsteemi tekkeks.

Geograafilise kesta kujunemise käigus suurenes selle roll enda arengu (enesearengu) tegurina. Suure iseseisva tähtsusega on atmosfääri, ookeani ja liustike koostis ja mass, maa, ookeani, liustike ja lume pindalade suhe ja suurus, maa ja mere jaotus maapinnal, reljeefi asukoht ja konfiguratsioon. erineva ulatusega vormid, mitmesugused looduskeskkonna tüübid jne.

Geograafilise kesta, selle eristamise ja integreerimise üsna kõrgel arengutasemel tekkisid keerulised süsteemid - looduslikud territoriaalsed ja veekompleksid.

Kokkuvõtteks loetleme mõned geograafilise kesta ja selle suurte struktuurielementide olulisemad parameetrid.

Maa pindala on 510,2 miljonit km2. Ookean võtab enda alla 361,1 miljonit km2 (70,8%), maismaa - 149,1 miljonit km2 (29,2%). Seal on kuus suurt maismaamassi – mandrid ehk mandrid: Euraasia, Aafrika, Põhja-Ameerika, Lõuna-Ameerika, Antarktika ja Austraalia, samuti arvukalt saari (tabel II. 1).

Keskmine maismaa kõrgus on 870 m, keskmine ookeani sügavus 3704 m. Ookeaniruum jaguneb tavaliselt neljaks ookeaniks: Vaikne ookean, Atlandi ookean, India ja Arktika (tabel 112).

On olemas arvamus selle kohta, kas Vaikse ookeani, India ja Atlandi ookeani Antarktika veed on soovitatav eraldada spetsiaalseks lõunaookeaniks; kuna seda piirkonda iseloomustab eriline dünaamiline ja termiline režiim.

Mandrite ja ookeanide jaotus poolkeradel ja laiuskraadidel on ebaühtlane, mis on erianalüüsi objektiks.

Paljud objektid on looduslike protsesside jaoks olulised. Geograafilise ümbriku massi ei saa selle piiride ebakindluse tõttu täpselt määrata. Allpool on toodud üksikute geosfääride, Maa ja geograafilise ümbrise masside (kg) võrdlus (K.K. Markovi et al., 1978 järgi).