Części składowe koperty geograficznej to tzw. Struktura koperty geograficznej

Ziemia zawiera kilka koncentrycznych muszli. Powłoka geograficzna nazywana specjalną powłoką Ziemi, w której górna część litosfery, dolna część atmosfery i hydrosfera stykają się i wchodzą w interakcje, w granicach których rozwijają się żywe organizmy. Jak już wspomniano, planet Układu Słonecznego otoczka geograficzna jest charakterystyczna tylko dla Ziemi.

Dokładne granice powłoki geograficznej nie są dokładnie określone. Ogólnie przyjmuje się, że rozciąga się w górę do „ekranu ozonowego”, czyli na wysokość 25 km. Hydrosfera wchodzi w powłokę geograficzną jako całość, a litosfera - tylko jej górnymi warstwami, na głębokość kilku kilometrów. W ten sposób, w jej granicach powłoka geograficzna prawie pokrywa się z biosferą.

Specyficzne cechy koperty geograficznej to szeroka gama składu materialnego i rodzajów energii, obecność życia, istnienie społeczeństwa ludzkiego.

Istnienie i rozwój koperty geograficznej wiąże się z szeregiem wzorów, z których głównymi są integralność, rytm oraz podział na strefy.

Integralność koperty geograficznej ze względu na wzajemne przenikanie się jego części składowych. Zmiana jednego z nich zmienia pozostałe. Przykładem są zlodowacenia czwartorzędowe. Ochłodzenie klimatu doprowadziło do powstania warstw śniegu i lodu, które pokryły północne części Eurazji i Ameryki Północnej. W wyniku zlodowacenia powstały nowe formy rzeźby terenu, zmieniły się gleby, roślinność i dzika przyroda.

Manifestacja integralność koperty geograficznej, to układ krążenia. Wszystkie muszle Ziemi objęte są dużym obiegiem wody. W procesie cyklu biologicznego rośliny zielone zamieniają energię słoneczną na energię wiązań chemicznych. Z substancji nieorganicznych ( CO2 oraz H2O) powstają organiczne (skrobia). Zwierzęta, nie posiadając tej zdolności, wykorzystują gotowe substancje organiczne jedząc rośliny lub inne zwierzęta. Mikroorganizmy niszczą materię organiczną martwych roślin i zwierząt na proste związki. Rośliny znów ich użyją.

Nazywa się powtarzaniem w czasie pewnych zjawisk przyrodniczych rytm. Istnieją rytmy o różnym czasie trwania. Najbardziej oczywiste codzienny oraz rytm sezonowy. Rytm dobowy wynika z ruchu Ziemi wokół własnej osi, rytm sezonowy wynika z ruchu orbitalnego. Oprócz rytmów dobowych i rocznych istnieją również rytmy dłuższe, czyli cykle. Tak więc w okresie neogenu i czwartorzędu epoki zlodowaceń i interglacjałów wielokrotnie się zastępowały. W historii Ziemi wyróżnia się kilka cykli procesów budowy gór.

Podział na strefy jedna z głównych prawidłowości geograficznych fizyczna powłoka. Przejawia się w uporządkowanym układzie naturalnych składników, gdy przemieszcza się z biegunów na równik. Podział na strefy opiera się na nierównej ilości ciepła słonecznego i światła odbieranego przez różne części powierzchni ziemi. Wiele elementów przyrody podlega strefowości: klimat, wody lądowe, drobne ukształtowania terenu powstałe w wyniku działania sił zewnętrznych, gleby, roślinność, dzika przyroda. Przejawy sił zewnętrznych Ziemi, cechy ruchu i struktury skorupy ziemskiej oraz związane z tym rozmieszczenie dużych form terenu nie są zgodne z prawem strefowości.

Czy masz jakieś pytania? Chcesz dowiedzieć się więcej o geograficznej powłoce Ziemi?
Aby uzyskać pomoc korepetytora - zarejestruj się.
Pierwsza lekcja jest bezpłatna!

strony, z pełnym lub częściowym skopiowaniem materiału, wymagany jest link do źródła.

Powłoka geograficzna ziemi lub powłoka krajobrazu, sfera wzajemnego przenikania się i interakcji litosfery, atmosfery, hydrosfery i biosfery. Charakteryzuje się złożonym składem i strukturą. Pionowa grubość koperty geograficznej to dziesiątki kilometrów. Integralność otoczki geograficznej jest determinowana przez ciągłą wymianę energii i masy między lądem a atmosferą, Oceanem Światowym i organizmami. Naturalne procesy w kopercie geograficznej zachodzą dzięki energii promieniowania Słońca i energii wewnętrznej Ziemi. Wewnątrz powłoki geograficznej ludzkość powstała i rozwija się, czerpiąc z powłoki zasoby potrzebne do jej istnienia i wywierając na nią wpływ.

Górną granicę Koperty geograficznej należy narysować wzdłuż stratopauzy, ponieważ do tego momentu ma wpływ termiczny wpływ powierzchni ziemi na procesy atmosferyczne. Granica powłoki geograficznej w litosferze jest połączona z dolną granicą regionu hipergenezy. Czasami za dolną granicę obwiedni geograficznej przyjmuje się stopę stratysfery, średnią głębokość źródeł sejsmicznych lub wulkanicznych, podstawę skorupy ziemskiej i poziom zerowych rocznych amplitud temperatur. W ten sposób koperta geograficzna całkowicie pokrywa hydrosferę, schodząc w oceanie 10-11 km poniżej powierzchni Ziemi, górną strefę skorupy ziemskiej i dolną część atmosfery (warstwa o grubości 25-30 km). Największa grubość koperty geograficznej to blisko 40 km.

Różnice jakościowe powłoki geograficznej od innych powłok Ziemi są następujące. Koperta geograficzna kształtuje się pod wpływem procesów zarówno ziemskich, jak i kosmicznych; jest wyjątkowo bogaty w różne rodzaje darmowej energii; substancja występuje we wszystkich stanach skupienia; stopień agregacji materii jest niezwykle zróżnicowany - od wolnych cząstek elementarnych - od atomów, jonów, cząsteczek po związki chemiczne i najbardziej złożone ciała biologiczne; koncentracja ciepła pochodzącego ze słońca; obecność społeczeństwa ludzkiego.

Głównymi składnikami materialnymi koperty geograficznej są skały tworzące skorupę ziemską w formie - relief), masy powietrza, nagromadzenia wody, pokrywa glebowa i biocenozy; w polarnych szerokościach geograficznych iw wysokich górach rola nagromadzeń lodowych jest kluczowa.

Głównymi składnikami energii są energia grawitacyjna, ciepło wewnętrzne Ziemi, energia promieniowania Słońca oraz energia promieni kosmicznych. Pomimo ograniczonego zestawu komponentów ich kombinacje mogą być bardzo różnorodne; zależy to również od liczby terminów zawartych w kombinacji i ich wewnętrznych odmian, ponieważ każdy składnik jest również bardzo złożoną kombinacją naturalną i, co najważniejsze, od charakteru ich interakcji i relacji, tj. od struktury geograficznej.

Koperta geograficzna ma następujące ważne cechy:

1) integralność powłoki geograficznej, dzięki ciągłej wymianie materii i energii między jej częściami składowymi, ponieważ wzajemne oddziaływanie wszystkich składników wiąże je w jeden system materialny, w którym zmiana nawet jednego ogniwa pociąga za sobą zmianę sprzężoną w wszyscy inni.

2) Obecność cyrkulacji substancji i związanej z nią energii, co zapewnia powtarzalność tych samych procesów i zjawisk oraz ich wysoką ogólną wydajność przy ograniczonej ilości substancji wyjściowej biorącej udział w tych procesach. Złożoność cykli jest różna: niektóre z nich to ruchy mechaniczne (cyrkulacja atmosferyczna, system prądów powierzchniowych), innym towarzyszy zmiana skupienia materii (cyrkulacja wody na Ziemi), po trzecie jej przemiana chemiczna również występuje (cykl biologiczny). Cykle nie są jednak zamknięte, a różnice między ich początkowym i końcowym etapem świadczą o rozwoju systemu.

3) Rytm, czyli powtarzanie się w czasie różnych procesów i zjawisk. Wynika to głównie z przyczyn astronomicznych i geologicznych. Istnieje rytm dobowy (zmiana dnia i nocy), roczny (zmiana pór roku), wewnątrzsekularny (np. cykle 25-50 lat, obserwowane w wahaniach klimatu, lodowcach, poziomie jezior, przepływie rzek itp.) , supersekularny (na przykład zmiana na każde 1800-1900 lat fazy klimatu chłodno-wilgotnego z fazą suchą i ciepłą), geologiczną (cykle kaledoński, hercyński, alpejski po 200-240 milionów lat każdy) itp. Rytmy, podobnie jak cykle, nie są zamknięte: stan, który był na początku rytmu, nie powtarza się na końcu.

4) Ciągłość rozwoju powłoki geograficznej, jako rodzaju układu integralnego pod wpływem przeciwstawnego oddziaływania sił egzogenicznych i endogenicznych. Konsekwencje i cechy tego rozwoju to: a) terytorialne zróżnicowanie powierzchni lądu, oceanu i dna morskiego na obszary różniące się cechami wewnętrznymi i wyglądem zewnętrznym (krajobrazy, geokompleksy); determinowane przez przestrzenne zmiany w strukturze geograficznej; szczególne formy zróżnicowania terytorialnego – strefowość geograficzna, b) asymetria biegunowa, czyli znaczne różnice w charakterze otoczki geograficznej na półkuli północnej i południowej; przejawia się w rozmieszczeniu lądu i morza (zdecydowana większość lądów na półkuli północnej), klimacie, składzie flory i fauny, charakterze stref krajobrazowych itp.; c) heterochroniczność lub metachronizm rozwoju koperty geograficznej, ze względu na przestrzenną niejednorodność natury Ziemi, w wyniku której w tym samym momencie różne terytoria znajdują się albo w różnych fazach jednakowo ukierunkowanego procesu ewolucyjnego, albo różnią się od siebie w kierunku rozwoju (przykłady: pradawne zlodowacenie w różnych regionach Ziemia zaczynała się i kończyła w tym samym czasie, w niektórych obszarach geograficznych klimat staje się bardziej suchy, w innych w tym samym czasie - wilgotniejszy itp.).

Powłoka geograficzna jest przedmiotem studiów z geografii fizycznej.

21.1. Pojęcie muszli geograficznej

Powłoka geograficzna jest integralną, ciągłą, przypowierzchniową częścią Ziemi, w której litosfera, hydrosfera, atmosfera i żywa materia wchodzą w kontakt i wchodzą w interakcje. To najbardziej złożony i różnorodny system materialny naszej planety. Powłoka geograficzna obejmuje całą hydrosferę, dolną warstwę atmosfery, górną część litosfery i biosferę, które są jej częściami strukturalnymi.

Powłoka geograficzna nie ma wyraźnych granic, więc naukowcy prowadzą je na różne sposoby. Zwykle za górną granicę przyjmuje się ekran ozonowy, znajdujący się na wysokości około 25–30 km, gdzie zatrzymuje się większość ultrafioletowego promieniowania słonecznego, które ma szkodliwy wpływ na organizmy żywe. Jednocześnie główne procesy determinujące pogodę i klimat, a co za tym idzie kształtowanie się krajobrazów, zachodzą w troposferze, której wysokość zmienia się na szerokościach geograficznych od 16–18 km w pobliżu równika do 8 km nad biegunami. Podstawa skorupy wietrzenia jest najczęściej uważana za dolną granicę na lądzie. Ta część powierzchni ziemi podlega najsilniejszym zmianom pod wpływem atmosfery, hydrosfery i organizmów żywych. Jego maksymalna moc to około jednego kilometra. Całkowita grubość otoczki geograficznej na lądzie wynosi więc około 30 km. W oceanie dno muszli geograficznej uważane jest za jego dno.

Należy jednak zauważyć, że największe różnice między naukowcami dotyczą położenia dolnej granicy obwiedni geograficznej. Na ten temat możemy podać pięć lub sześć punktów widzenia wraz z odpowiednim uzasadnieniem. Jednocześnie granica wytyczona jest na głębokościach od kilkuset metrów do dziesiątek, a nawet setek kilometrów i to na różne sposoby w obrębie kontynentów i oceanów, a także różnych części kontynentów.

Nie ma jedności w nazwie powłoki geograficznej. Do jego określenia zaproponowano następujące terminy: otoczka lub sfera krajobrazu, sfera geograficzna lub środowisko, biogenosfera, epigeosfera i wiele innych. Jednak obecnie większość geografów trzyma się nazw i granic nadanej przez nas skorupy geograficznej.

Idea muszli geograficznej jako specjalnej formacji naturalnej została sformułowana w nauce w XX wieku. Główna zasługa w rozwoju tego pomysłu należy do akademika A. A. Grigoriewa. Ujawnił również główne cechy muszli geograficznej, które są następujące:

W porównaniu z wnętrzem Ziemi i resztą atmosfery, otoczka geograficzna charakteryzuje się większą różnorodnością składu materialnego, a także energii wchodzącej w formy pozaludzkie i formy ich przemian.

Substancja w kopercie geograficznej znajduje się w trzech stanach skupienia (poza nią dominuje jeden stan skupienia).

Wszystkie procesy przebiegają tutaj dzięki zarówno energii słonecznej, jak i wewnątrzziemskim źródłom energii (poza obrębem geograficznym – głównie dzięki jednemu z nich), a energia słoneczna dominuje absolutnie.

Substancja w kopercie geograficznej ma szeroki zakres właściwości fizycznych (gęstość, przewodność cieplna, pojemność cieplna itp.). Tylko tutaj jest życie. Koperta geograficzna jest areną życia i działalności człowieka.

5. Ogólnym procesem łączącym sfery tworzące otoczkę geograficzną jest ruch materii i energii, który odbywa się w postaci cykli materii oraz zmian składników bilansów energetycznych. Wszystkie cykle materii zachodzą z różnymi prędkościami i na różnych poziomach organizacji substancji (poziom makro, mikropoziom przejść fazowych i przemiany chemiczne). Część energii wchodzącej w powłokę geograficzną jest w niej zachowana, druga część w procesie cyrkulacji substancji opuszcza planetę, doznając wcześniej szeregu przemian.

Koperta geograficzna składa się z elementów. Są to pewne formacje materialne: skały, woda, powietrze, rośliny, zwierzęta, gleby. Składniki różnią się stanem fizycznym (stały, płynny, gazowy), stopniem zorganizowania (nieożywiony, żywy, bioinertny - połączenie żywego i nieożywionego, w skład którego wchodzi gleba), składem chemicznym, a także stopień aktywności. Według ostatniego kryterium składniki dzieli się na stabilne (obojętne) - skały i gleby, ruchome - woda i powietrze oraz aktywne - materię żywą.

Czasami skorupy częściowe są uważane za składniki powłoki geograficznej - litosferę, atmosferę, hydrosferę i biosferę. Nie jest to do końca słuszny pomysł, ponieważ nie cała litosfera i atmosfera są częścią powłoki geograficznej, a biosfera nie tworzy izolowanej przestrzennie powłoki: jest to obszar dystrybucji żywej materii w obrębie części innych muszle.

Powłoka geograficzna geograficznie i objętościowo prawie pokrywa się z biosferą. Nie ma jednak jednego punktu widzenia na temat relacji między biosferą a otoczką geograficzną. Niektórzy naukowcy uważają, że pojęcia „biosfery” i „koperty geograficznej” są bardzo zbliżone lub wręcz identyczne. W związku z tym zaproponowano zastąpienie terminu „koperta geograficzna” terminem „biosfera” jako bardziej powszechnego i znanego ogółowi społeczeństwa. Inni geografowie uważają biosferę za pewien etap rozwoju otoczki geograficznej (w jej historii wyróżnia się trzy główne etapy: geologiczny, biogeniczny i współczesny antropogeniczny). Według innych terminy „biosfera” i „powłoka geograficzna” nie są identyczne, ponieważ koncepcja „biosfery” koncentruje się na aktywnej roli żywej materii w rozwoju tej powłoki, a termin ten ma szczególną orientację biocentryczną. Najwyraźniej należy zgodzić się z tym drugim podejściem.

Powłoka geograficzna jest obecnie uważana za system, a system jest złożony (składający się z wielu ciał materialnych), dynamiczny (ciągle zmieniający się), samoregulujący (mający pewną

stabilna stabilność) i otwarte (ciągła wymiana materii, energii i informacji z otoczeniem).

Koperta geograficzna jest niejednorodna. Ma wielopoziomową pionową strukturę, składającą się z pojedynczych kul. Substancja jest w niej rozprowadzana według gęstości: im wyższa gęstość substancji, tym niższa się ona znajduje. Jednocześnie powłoka geograficzna ma najbardziej złożoną strukturę na styku sfer: atmosfery i litosfery (powierzchni lądu), atmosfery i hydrosfery (warstw powierzchniowych Oceanu Światowego), hydrosfery i litosfera (dno Oceanu Światowego), a także w pasie przybrzeżnym oceanu, gdzie hydrosfera styka się z litosferą i atmosferą. Wraz z oddaleniem od tych stref kontaktu struktura obwiedni geograficznej staje się prostsza.

Pionowe zróżnicowanie powłoki geograficznej posłużyło znanemu geografowi F.N. Milkowowi do wyodrębnienia wewnątrz tej powłoki sfery krajobrazowej - cienkiej warstwy bezpośredniego kontaktu i aktywnej interakcji skorupy ziemskiej, atmosfery i powłoki wodnej. Sfera krajobrazu jest biologicznym centrum koperty geograficznej. Jej miąższość waha się od kilkudziesięciu metrów do 200–300 m. ). Najczęstszym z nich jest woda powierzchniowa. Obejmuje 200-metrową warstwę wody i warstwę powietrza o wysokości 50 m. Ziemska wersja sfery krajobrazu, lepiej zbadana niż inne, obejmuje powierzchniową warstwę powietrza o wysokości 30–50 m, roślinność z zamieszkiwanym przez to, gleba i współczesna wietrzejąca skorupa . Tak więc sfera krajobrazu jest aktywnym rdzeniem koperty geograficznej.

Obwiednia geograficzna jest niejednorodna nie tylko w kierunku pionowym, ale również poziomym. Pod tym względem jest podzielony na oddzielne naturalne kompleksy. Zróżnicowanie otoczki geograficznej na naturalne kompleksy wynika z nierównomiernego rozkładu ciepła w różnych jej częściach oraz niejednorodności powierzchni ziemi (obecność kontynentów i zagłębień oceanicznych, gór, równin, wzniesień itp.). Największym kompleksem przyrodniczym jest sama otoczka geograficzna. Kompleksy geograficzne obejmują również kontynenty i oceany, strefy naturalne (tundra, lasy, stepy itp.), a także regionalne formacje naturalne, takie jak Nizina Wschodnioeuropejska, Sahara, Nizina Amazońska itp. Małe kompleksy naturalne są ograniczone do poszczególnych wzniesień, ich zboczy, dolin rzecznych i ich poszczególnych odcinków (rynny, terasy zalewowe, terasy zalewowe) oraz inne mezo- i mikroformy rzeźby. Im mniejszy kompleks przyrodniczy, tym bardziej jednorodne są w nim warunki naturalne. Cała otoczka geograficzna ma więc złożoną strukturę mozaikową, składa się z naturalnych kompleksów różnej rangi.

Powłoka geograficzna przeszła długą i złożoną historię rozwoju, którą można podzielić na kilka etapów. Zakłada się, że pierwotna zimna Ziemia powstała, podobnie jak inne planety, z międzygwiezdnego pyłu i gazów około 5 miliardów lat temu. W pregeologicznym okresie rozwoju Ziemi, który zakończył się 4,5 miliarda lat temu, nastąpiła jej akrecja, powierzchnia została zbombardowana przez meteoryty i doświadczyła potężnych wahań pływowych z pobliskiego Księżyca. Koperta geograficzna jako zespół sfer nie istniała wtedy.

Pierwszy z nich to geologiczny etap rozwoju otoczki geograficznej, który rozpoczął się wraz z wczesnym geologicznym etapem rozwoju Ziemi (4,6 mld lat temu) i uchwycił całą jej przedkambryjską historię, trwającą do początków fanerozoiku ( 570 milionów lat temu). Był to okres formowania się hydrosfery i atmosfery podczas odgazowywania płaszcza. Koncentracja ciężkich pierwiastków (żelazo, nikiel) w centrum Ziemi i jej szybki obrót spowodowały powstanie wokół Ziemi silnego pola magnetycznego, chroniącego powierzchnię Ziemi przed promieniowaniem kosmicznym. Grube warstwy skorupy kontynentalnej powstały wraz z pierwotną skorupą oceaniczną, a pod koniec etapu skorupa kontynentalna zaczęła się rozdzielać na płyty i wraz z powstałą młodą skorupą oceaniczną zaczęła dryfować przez lepką astenosferę.

Na tym etapie, 3,6–3,8 miliarda lat temu, w środowisku wodnym pojawiły się pierwsze oznaki życia, które pod koniec etapu geologicznego podbiło oceaniczne przestrzenie Ziemi. W tym czasie materia organiczna nie odgrywała jeszcze ważnej roli w rozwoju otoczki geograficznej, jak ma to miejsce obecnie.

Drugi etap rozwoju koperty geograficznej (od 570 milionów do 40 tysięcy lat temu) obejmuje paleozoik, mezozoik i prawie cały kenozoik. Ten etap charakteryzuje się powstaniem ekranu ozonowego, powstaniem nowoczesnej atmosfery i hydrosfery, ostrym skokiem jakościowym i ilościowym w rozwoju świata organicznego oraz początkiem formowania się gleby. Ponadto, podobnie jak w poprzednim etapie, okresy rozwoju ewolucyjnego przeplatały się z okresami o charakterze katastroficznym. Dotyczy to zarówno natury nieorganicznej, jak i organicznej. Tym samym okresy spokojnej ewolucji organizmów żywych (homeostazy) zostały zastąpione przez okresy masowego wymierania roślin i zwierząt (cztery takie okresy zanotowano w omawianym stadium).

Trzeci etap (40 tysięcy lat temu - nasze czasy) rozpoczyna się wraz z pojawieniem się współczesnego Homo sapiens, a dokładniej z początkiem zauważalnego i coraz większego wpływu człowieka na jego środowisko naturalne 1 .

Na zakończenie należy stwierdzić, że rozwój muszli geograficznej przebiegał wzdłuż linii komplikacji jej budowy, czemu towarzyszyły procesy i zjawiska jeszcze dalekie od poznania człowieka. Jak zauważył jeden z geografów w tym względzie, powłoka geograficzna jest pojedynczym, unikalnym obiektem o tajemniczej przeszłości i nieprzewidywalnej przyszłości.

21.2. Główne prawidłowości muszli geograficznej

Koperta geograficzna ma kilka ogólnych wzorów. Należą do nich: integralność, rytm rozwoju, strefowość pozioma, azonalność, asymetria biegunowa.

Integralność to jedność powłoki geograficznej, wynikająca z bliskiego związku jej elementów składowych. Co więcej, koperta geograficzna nie jest mechaniczną sumą składników, ale jakościowo nową formacją, która ma swoje własne cechy i rozwija się jako całość. W wyniku interakcji składników w naturalnych kompleksach zachodzi produkcja żywej materii i powstaje gleba. Zmiana w obrębie naturalnego kompleksu jednego ze składników prowadzi do zmiany pozostałych oraz naturalnego kompleksu jako całości.

Na poparcie tego można przytoczyć wiele przykładów. Najbardziej uderzającym z nich dla koperty geograficznej jest przykład pojawienia się prądu El Niño w równikowym Oceanie Spokojnym.

Zwykle wieją tu pasaty, a prądy morskie przemieszczają się z wybrzeży Ameryki do Azji. Jednak w odstępie 4-7 lat sytuacja się zmienia. Wiatry z niewiadomych przyczyn zmieniają kierunek na przeciwny, kierując się w stronę wybrzeży Ameryki Południowej. Pod ich wpływem powstaje ciepły prąd El Niño, wypychający z wybrzeża kontynentu zimne wody Prądu Peruwiańskiego, bogatego w plankton. Prąd ten pojawia się u wybrzeży Ekwadoru w paśmie 5 - 7°S. sh., myje wybrzeże Peru i północną część Chile, penetrując do 15°S. sh., a czasem na południe. Dzieje się to zwykle pod koniec roku (nazwa prądu, która zwykle pojawia się w okolicach Bożego Narodzenia, po hiszpańsku oznacza „dziecko” i pochodzi od małego Chrystusa), trwa 12-15 miesięcy i towarzyszą jej katastrofalne konsekwencje dla Ameryki Południowej : ulewne deszcze, powodzie, rozwój błot, osuwiska, erozja, rozmnażanie się szkodliwych owadów, odpływ ryb z wybrzeża na skutek napływu ciepłych wód itp. ujawniono warunki pogodowe w wielu regionach naszej planety na nurcie El Niño: niezwykłe ulewne deszcze w Japonii, dotkliwe susze w Afryce Południowej, susze i pożary w Australii, gwałtowne powodzie w Anglii, obfite opady zimowe we wschodniej części Morza Śródziemnego. Jego występowanie wpływa również na gospodarkę wielu krajów, przede wszystkim na produkcję upraw rolnych (kawa, ziarna kakaowe, herbata, trzcina cukrowa itp.) oraz rybołówstwo. Najbardziej intensywny w ostatnim stuleciu był El Niño w latach 1982–1983. Szacuje się, że w tym czasie prąd wyrządził światowej gospodarce szkody materialne w wysokości ok. 14 mld USD i doprowadził do śmierci 20 tys. osób.

Inne przykłady przejawów integralności koperty geograficznej pokazano na schemacie 3.

Integralność powłoki geograficznej osiąga się dzięki cyrkulacji energii i materii. Cykle energetyczne są wyrażone w bilansach. Dla obwiedni geograficznej najbardziej typowe są bilanse promieniowania i ciepła. Jeśli chodzi o cykle materii, to materia wszystkich sfer otoczki geograficznej jest w nie zaangażowana.

Cykle w kopercie geograficznej mają różną złożoność. Niektóre z nich, na przykład cyrkulacja atmosfery, system prądów morskich czy ruch mas w trzewiach Ziemi, są ruchami mechanicznymi, innym (obieg wodny) towarzyszy zmiana stanu skupienia materia, a inne (krążenie biologiczne i zmiany w materii w litosferze) to przemiany chemiczne.

W wyniku cykli w powłoce geograficznej zachodzi interakcja między prywatnymi powłokami, podczas której wymieniają materię i energię. Czasami twierdzi się, że atmosfera, hydrosfera i litosfera przenikają się nawzajem. W rzeczywistości tak nie jest: to nie geosfery przenikają się nawzajem, ale ich składniki. W ten sposób stałe cząstki litosfery wchodzą do atmosfery i hydrosfery, powietrze przenika do litosfery i hydrosfery itp. Cząstki materii, które spadły z jednej sfery na drugą, stają się integralną częścią tej drugiej. Jej częściami składowymi są woda i cząstki stałe atmosfery, podobnie jak gazy i cząstki stałe w zbiornikach wodnych należą do hydrosfery. Obecność substancji, które spadły z jednej powłoki w inną formę, w takim czy innym stopniu, właściwości tej powłoki.

Typowym przykładem cyklu, który łączy wszystkie strukturalne części koperty geograficznej, jest cykl wodny. Znane są cykle ogólne, globalne i prywatne: ocean - atmosfera, kontynent - atmosfera, śródoceaniczny, śródatmosferyczny, śródlądowy itd. Wszystkie cykle wodne zachodzą w wyniku mechanicznego ruchu ogromnych mas wody, ale wiele z nich im - między różnymi sferami, towarzyszą przemiany fazowe wody lub zachodzą przy udziale pewnych specyficznych sił, takich jak napięcie powierzchniowe. Globalnemu obiegowi wody, obejmującemu wszystkie sfery, towarzyszą dodatkowo przemiany chemiczne wody – wnikanie jej cząsteczek w minerały, w organizmy. Pełny (globalny) cykl wodny ze wszystkimi jego poszczególnymi składnikami jest dobrze przedstawiony na schemacie L. S. Abramova (ryc. 146). Łącznie występują 23 cykle cyrkulacji wilgoci.

Integralność jest najważniejszą prawidłowością geograficzną, na której wiedzy opiera się teoria i praktyka racjonalnego gospodarowania przyrodą. Uwzględnienie tej prawidłowości umożliwia przewidywanie ewentualnych zmian w przyrodzie, prognozę geograficzną skutków oddziaływania człowieka na przyrodę, badanie geograficzne projektów związanych z rozwojem gospodarczym niektórych terytoriów.

Ryż. 146. Całkowite i częściowe obiegi wodne w przyrodzie

Powłoka geograficzna charakteryzuje się rytmem rozwoju - powtarzaniem się w czasie pewnych zjawisk. Istnieją dwie formy rytmu: okresowy i cykliczny. Pod okresami rozumiemy rytmy o tym samym czasie trwania, pod cyklami - zmienny czas trwania. W przyrodzie występują rytmy o różnym czasie trwania – codzienne, wewnątrzsekularne, wielowiekowe i ponadsekularne, mające różne pochodzenie. Manifestując się jednocześnie, rytmy nakładają się na siebie, w niektórych przypadkach wzmacniając, w innych osłabiając.

Rytm dobowy, ze względu na ruch obrotowy Ziemi wokół własnej osi, przejawia się zmianami temperatury, ciśnienia, wilgotności powietrza, zachmurzenia, siły wiatru, zjawiskami przypływów i odpływów, cyrkulacją bryz, w funkcjonowaniu życia organizmów i wielu innych zjawisk. Rytm dobowy na różnych szerokościach geograficznych ma swoją specyfikę. Wynika to z czasu trwania oświetlenia i wysokości Słońca nad horyzontem.

Rytm roczny objawia się zmianą pór roku, powstawaniem monsunów, zmianą intensywności procesów egzogenicznych, a także procesami glebotwórczymi i niszczenia skał, sezonowością działalności gospodarczej człowieka. W różnych regionach naturalnych wyróżnia się różną liczbę pór roku. Tak więc w strefie równikowej jest tylko jedna pora roku - gorąca i wilgotna, na sawannach dwie pory roku: sucha i mokra. W umiarkowanych szerokościach geograficznych klimatolodzy sugerują nawet rozróżnienie sześciu pór roku: oprócz dobrze znanych czterech, jeszcze dwie - przedzimą i przedwiosenną. Okres przedzimowy to okres od momentu przejścia przez średnią dobową temperatury poniżej 0 °C jesienią do ustalenia się stabilnej pokrywy śnieżnej. Przedwiośnie rozpoczyna się wraz z początkiem topnienia pokrywy śnieżnej, aż do jej całkowitego zaniku. Jak widać, rytm roczny najlepiej wyraża się w strefie umiarkowanej, a bardzo słabo w strefie równikowej. Pory roku w różnych regionach mogą mieć różne nazwy. Wyodrębnienie sezonu zimowego na niskich szerokościach geograficznych jest mało uzasadnione. Należy pamiętać, że przyczyny rytmu rocznego są różne w różnych regionach przyrodniczych. Tak więc w subpolarnych szerokościach geograficznych określa go reżim świetlny, w umiarkowanych szerokościach geograficznych - przebieg temperatur, w podrównikowych szerokościach geograficznych - reżim nawilżania.

Spośród rytmów wewnątrzsekularnych najdobitniej wyrażone są 11-letnie rytmy związane ze zmianami aktywności słonecznej. Ma ogromny wpływ na pole magnetyczne i jonosferę Ziemi, a za ich pośrednictwem na wiele procesów w otoczce geograficznej. Prowadzi to do okresowych zmian zachodzących w procesach atmosferycznych, w szczególności do pogłębiania się cyklonów i wzmacniania antycyklonów, wahań przepływu rzek oraz zmian intensywności sedymentacji w jeziorach. Rytmy aktywności słonecznej wpływają na wzrost roślin drzewiastych, co znajduje odzwierciedlenie w grubości ich słojów, przyczyniają się do okresowych wybuchów chorób epidemicznych, a także do masowego rozmnażania się szkodników lasów i upraw, w tym szarańczy. Jak słynny heliobiolog A.L. Chizhevsky, 11-letnie rytmy wpływają nie tylko na rozwój wielu naturalnych procesów, ale także na organizm zwierząt i ludzi, a także na ich życie i działalność. Warto zauważyć, że niektórzy geolodzy łączą obecnie aktywność tektoniczną z aktywnością Słońca. Sensacyjne wypowiedź na ten temat padła na Międzynarodowym Kongresie Geologicznym, który odbył się w 1996 roku w Pekinie. Pracownicy Instytutu Geologii Chin ujawnili cykliczność trzęsień ziemi we wschodniej części swojego kraju. Dokładnie co 22 lata (podwójny cykl słoneczny) na tym obszarze dochodzi do zaburzeń skorupy ziemskiej. Jest poprzedzona aktywnością plam słonecznych. Naukowcy badali kroniki historyczne od 1888 roku i znaleźli pełne potwierdzenie swoich wniosków dotyczących 22-letnich cykli aktywności skorupy ziemskiej prowadzących do trzęsień ziemi.

Wielowiekowe rytmy przejawiają się tylko w poszczególnych procesach i zjawiskach. Wśród nich rytm trwający 1800–1900 lat, ustanowiony przez A.V. Sznitnikow. Wyróżnia się w nim trzy fazy: transgresyjną (o klimacie chłodno-wilgotnym), rozwijającą się szybko, ale krótko (300–500 lat); regresywny (klimat suchy i ciepły), rozwijający się powoli (600 - 800 lat); przejściowy (700-800 lat). W fazie transgresyjnej nasila się zlodowacenie na Ziemi, zwiększa się przepływ rzek, podnosi się poziom jezior. W fazie regresu lodowce przeciwnie cofają się, rzeki spłycają, a poziom wody w jeziorach obniża się.

Rozważany rytm wiąże się ze zmianą sił tworzących przypływ. Mniej więcej co 1800 lat Słońce, Księżyc i Ziemia znajdują się w tej samej płaszczyźnie i na tej samej linii prostej, a odległość między Ziemią a Słońcem staje się najmniejsza. Siły pływowe osiągają swoją maksymalną wartość. W Oceanie Światowym ruch wody w kierunku pionowym nasila się maksymalnie - głębokie zimne wody wnikają na powierzchnię, co prowadzi do ochłodzenia atmosfery i powstania fazy transgresyjnej. Z biegiem czasu „parada Księżyca, Ziemi i Słońca” zostaje zakłócona, a wilgotność wraca do normy.

Cykle supersekularne obejmują trzy cykle związane ze zmianami w charakterystyce orbitalnej Ziemi: precesja (26 tys. lat), całkowita oscylacja płaszczyzny ekliptyki względem osi Ziemi (42 tys. lat), całkowita zmiana mimośrodowości orbita (92 - 94 tysiące lat).

Najdłuższymi cyklami rozwoju naszej planety są cykle tektoniczne trwające około 200 milionów lat, znane nam jako epoki fałdowania: bajkał, kaledoński, hercyński i mezozoiczno-alpejski. Są one spowodowane przyczynami kosmicznymi, głównie nadejściem galaktycznego lata w roku galaktycznym. Rok galaktyczny rozumiany jest jako trwająca tyle samo lat rewolucja Układu Słonecznego wokół centrum galaktyki. Kiedy system zbliża się do centrum Galaktyki, w perygalaktyce, czyli w „galaktycznym lecie”, grawitacja wzrasta o 27% w porównaniu z apogalakcją, co prowadzi do wzrostu aktywności tektonicznej na Ziemi.

Istnieją również odwrócenia pola magnetycznego Ziemi o czasie trwania 145-160 Ma.

Zjawiska rytmiczne nie powtarzają całkowicie na końcu rytmu stanu natury, który był na jego początku. To właśnie tłumaczy ukierunkowany rozwój procesów naturalnych, który, gdy rytm nakłada się na postęp, okazuje się w końcu kręcić się po spirali.

Badanie zjawisk rytmicznych ma ogromne znaczenie dla rozwoju prognoz geograficznych.

Planetarna regularność geograficzna, ustanowiona przez wielkiego rosyjskiego naukowca W. W. Dokuczajewa, obejmuje podział na strefy - regularną zmianę naturalnych składników i naturalnych kompleksów w kierunku od równika do biegunów. Podział na strefy wynika z nierównej ilości ciepła docierającego do różnych szerokości geograficznych ze względu na kulisty kształt Ziemi. Ważna jest również odległość Ziemi od Słońca. Ważne są również wymiary Ziemi: jej masa pozwala utrzymać wokół siebie powłokę powietrzną, bez której nie byłoby podziału na strefy. Wreszcie podział na strefy komplikuje pewne nachylenie osi Ziemi do płaszczyzny ekliptyki.

Na Ziemi klimat, wody lądowe i oceaniczne, procesy wietrzenia, niektóre formy terenu ukształtowane pod wpływem sił zewnętrznych (wody powierzchniowe, wiatry, lodowce), roślinność, gleby i dzika przyroda mają charakter strefowy. Strefowość komponentów i części konstrukcyjnych z góry określa strefowość całej otoczki geograficznej, tj. strefowość geograficzną lub krajobrazową. Geografowie rozróżniają strefę komponentową (klimat, roślinność, gleba itp.) i złożoną (geograficzną lub krajobrazową). Koncepcja podziału na strefy komponentów rozwijała się od czasów starożytnych. Złożone strefowanie zostało odkryte przez V.V. Dokuczajew.

Największe podziały strefowe koperty geograficznej to pasy geograficzne. Różnią się od siebie warunkami temperaturowymi, ogólnymi cechami cyrkulacji atmosfery. Na lądzie wyróżnia się następujące strefy geograficzne: równikową i na każdej półkuli - podrównikową, tropikalną, podzwrotnikową, umiarkowaną, a także na półkuli północnej - subarktyczną i arktyczną, a na południu - subantarktyczną i antarktyczną. W sumie na lądzie wyróżnia się zatem 13 pasów naturalnych. Każdy z nich ma swoje cechy dla życia ludzkiego i działalności gospodarczej. Warunki te są najkorzystniejsze w trzech strefach: subtropikalnej, umiarkowanej i podrównikowej (nawiasem mówiąc, wszystkie trzy mają dobrze określony sezonowy rytm rozwoju przyrody). Są intensywniej opanowywane przez człowieka niż inne.

Pasy o podobnej nazwie (z wyjątkiem pasów podrównikowych) zostały również zidentyfikowane na Oceanie Światowym. Strefowość Oceanu Światowego wyraża się w podpłaszczyznowych zmianach temperatury, zasolenia, gęstości, składu gazowego wody, w dynamice górnego słupa wody, a także w świecie organicznym. D.V. Bogdanov wyróżnia naturalne pasy oceaniczne - „rozległe przestrzenie wodne pokrywające powierzchnię oceanu i przyległe górne warstwy na głębokość kilkuset metrów, w których występują cechy natury oceanów (temperatura i zasolenie wody, prądy, warunki lodowe , wskaźniki biologiczne i niektóre wskaźniki hydrochemiczne) są wyraźnie widoczne, bezpośrednio lub pośrednio ze względu na wpływ szerokości geograficznej miejsca ”(ryc. 147). Granice pasów zostały wytyczone przez niego wzdłuż frontów oceanologicznych - granice dystrybucji i interakcji wód o różnych właściwościach. Pasy oceaniczne są bardzo dobrze połączone ze strefami fizycznymi i geograficznymi na lądzie; wyjątkiem jest podrównikowy pas lądu, który nie ma własnego oceanicznego odpowiednika.

W obrębie pasów na lądzie, według stosunku ciepła i wilgoci, wyróżnia się strefy naturalne, których nazwy określa typ roślinności w nich panujący. Na przykład w strefie subarktycznej znajdują się strefy tundry i tundry leśnej, w strefie umiarkowanej są strefy lasów, stepów leśnych, stepów, półpustyni i pustyń, w strefie tropikalnej są strefy wiecznie zielone lasy, półpustynie i pustynie.

Ryż. 147. Strefowanie geograficzne Oceanu Światowego (w połączeniu ze strefami geograficznymi lądu) (według D.V. Bogdanowa)

Strefy geograficzne są podzielone na podstrefy według stopnia manifestacji cech strefowych. Teoretycznie w każdej strefie można wyróżnić trzy podstrefy: centralną o najbardziej typowych dla strefy cechach oraz

marginalne, noszące pewne cechy charakterystyczne dla stref przyległych. Przykładem jest strefa leśna strefy umiarkowanej, w której wyróżnia się podstrefy tajgi północnej, środkowej i południowej oraz subtajgi (bory iglaste i liściaste).

Ze względu na niejednorodność powierzchni ziemi, a co za tym idzie warunki wilgotności w różnych częściach kontynentów, strefy i podstrefy nie zawsze mają uderzenie równoleżnikowe. Czasami rozciągają się one prawie w kierunku południkowym, jak na przykład w południowej części Ameryki Północnej lub we wschodniej Azji. Dlatego bardziej poprawne jest nazywanie strefowości nie równoleżnikową, ale poziomą. Ponadto wiele stref nie jest rozmieszczonych na całym świecie jak pasy; niektóre z nich znajdują się tylko na zachodzie kontynentów, na wschodzie lub w ich centrum. Wyjaśnia to fakt, że strefy powstały w wyniku hydrotermalnego, a nie promieniowania, zróżnicowania otoczki geograficznej, tj. Ze względu na inny stosunek ciepła i wilgoci. W tym przypadku tylko dystrybucja ciepła jest strefowa; rozkład wilgoci zależy od odległości terytorium od źródeł wilgoci, tj. od oceanów.

W 1956 r. AA Grigoriev i M.I. Budyko sformułował tzw. okresowe prawo strefowania geograficznego, w którym każda strefa przyrodnicza charakteryzuje się ilościowymi stosunkami ciepła i wilgoci. Ciepło szacowane jest w tym prawie za pomocą bilansu promieniowania, a stopień zawilgocenia jest szacowany za pomocą wskaźnika suchości radiacyjnej K B (lub RIS) = B / (Z x r), gdzie B to roczny bilans promieniowania, r to roczna ilość opady, L jest utajonym ciepłem parowania.

Wskaźnik suchości radiacyjnej pokazuje, jaka część bilansu promieniowania jest przeznaczana na parowanie opadów: jeśli parowanie opadów wymaga więcej ciepła niż pochodzi ze Słońca, a część opadów pozostaje na Ziemi, to nawilżanie takiego terytorium jest wystarczająca lub przesadna. Jeśli dostanie się więcej ciepła niż zużywa się na parowanie, to nadmiar ciepła ogrzewa powierzchnię ziemi, która jednocześnie doświadcza braku wilgoci: K B< 0,45 – климат избыточно влажный, К Б = 0,45-Н,0 – влажный, К Б = 1,0-^3,0 – недостаточно влажный, К Б >3.0 - suchy.

Okazało się, że choć podział na strefy opiera się na wzroście bilansu promieniowania od wysokich do niskich szerokości geograficznych, o krajobrazowym wyglądzie strefy przyrodniczej decydują przede wszystkim warunki nawilżenia. Wskaźnik ten określa rodzaj strefy (las, step, pustynia itp.), a bilans promieniowania określa jej specyficzny wygląd (szerokości umiarkowane, podzwrotnikowe, tropikalne itp.). Dlatego w każdej strefie geograficznej, w zależności od stopnia zawilgocenia, utworzyły się własne wilgotne i suche strefy naturalne, które można zastąpić na tej samej szerokości geograficznej, w zależności od stopnia zawilgocenia. Charakterystyczne jest, że we wszystkich pasach optymalne warunki do rozwoju roślinności powstają przy radiacyjnym wskaźniku suchości bliskim jedności.

Ryż. 148. Okresowe prawo stref geograficznych. KB to radiacyjny wskaźnik suchości. (Średnice kręgów są proporcjonalne do biologicznej produktywności krajobrazów)

Okresowe prawo strefowania geograficznego jest zapisane w postaci tabeli macierzy, w której wskaźnik suchości radiacyjnej jest liczony poziomo, a wartości rocznego bilansu promieniowania są obliczane pionowo (ryc. 148).

Mówiąc o podziale na strefy jako o ogólnym wzorze, należy pamiętać, że nie wszędzie jest on jednakowo wyrażany. Najwyraźniej przejawia się w szerokościach polarnych, równikowych i równikowych, a także w głębi lądu: płaskie warunki o szerokościach geograficznych umiarkowanych i podzwrotnikowych. Te ostatnie obejmują przede wszystkim równiny wschodnioeuropejskie i zachodniosyberyjskie, które są wydłużone w kierunku południkowym. Najwyraźniej pomogło to VV Dokuchaevowi zidentyfikować rozważany wzór, ponieważ studiował go na równinie wschodnioeuropejskiej. Fakt, że V. V. Dokuchaev był naukowcem zajmującym się glebą, odegrał rolę w określeniu złożonej strefy, a gleba, jak wiadomo, jest integralnym wskaźnikiem warunków naturalnych terytorium.

Niektórzy naukowcy (O.K. Leontiev, A.P. Lisitsyn) śledzą naturalne strefy w grubości i na dnie oceanów. Zidentyfikowanych przez nie naturalnych kompleksów nie można jednak nazwać strefami fizjograficznymi w sensie konwencjonalnym, tj. na ich izolację nie ma wpływu strefowy rozkład promieniowania, który jest główną przyczyną strefowania na powierzchni Ziemi. Możemy tu mówić o strefowych właściwościach mas wodnych i osadów dennych flory i fauny, pozyskanych pośrednio poprzez wymianę wody z masą wody przypowierzchniowej, redepozycji strefowych osadów terygenicznych i biogenicznych oraz zależności troficznej fauny dennej od napływających martwych pozostałości organicznych. z góry.

Strefowość koperty geograficznej jako zjawisko planetarne jest naruszana przez przeciwną właściwość - azonalność.

Azonowość koperty geograficznej rozumiana jest jako rozmieszczenie jakiegoś obiektu lub zjawiska niezwiązanego ze strefowymi cechami danego terytorium. Powodem azonalności jest niejednorodność powierzchni ziemi: obecność kontynentów i oceanów, gór i równin na kontynentach, specyfika warunków nawilżania i inne właściwości otoczki geograficznej. Istnieją dwie główne formy manifestacji azonalności - sektorowe strefy geograficzne i strefa wysokościowa.

Sektoryzacja, czyli zróżnicowanie wzdłużne stref geograficznych, jest determinowana przez wilgotność (w przeciwieństwie do stref równoleżnikowych, gdzie ważną rolę odgrywa nie tylko wilgoć, ale także dostarczanie ciepła). Sektoryzm przejawia się przede wszystkim w formowaniu się w obrębie pasów trzech sektorów – kontynentalnego i dwóch oceanicznych. Jednak nie wszędzie wyrażają się one jednakowo, co zależy od położenia geograficznego kontynentu, jego wielkości i konfiguracji, a także charakteru cyrkulacji atmosferycznej.

Sektor geograficzny najpełniej wyraża się na największym kontynencie Ziemi - w Eurazji, od Arktyki po pas równikowy włącznie. Zróżnicowanie wzdłużne jest tu najbardziej wyraźne w strefie umiarkowanej i subtropikalnej, gdzie wszystkie trzy sektory są wyraźnie wyrażone. W strefie tropikalnej są dwa sektory. Zróżnicowanie wzdłużne jest słabo wyrażone w pasie równikowym i podbiegunowym.

Innym powodem azonalności obwiedni geograficznej, która narusza podział na strefy i sektory, jest położenie systemów górskich, które mogą zapobiegać przenikaniu mas powietrza niosących wilgoć i ciepło w głąb kontynentów. Dotyczy to zwłaszcza tych grzbietów strefy umiarkowanej, które leżą pod ziemią na trasie cyklonów podążających od zachodu.

Azonalny charakter krajobrazów jest często determinowany cechami skał, które je tworzą. Tak więc występowanie skał rozpuszczalnych blisko powierzchni prowadzi do powstania osobliwych krajobrazów krasowych, które znacznie różnią się od otaczających strefowych kompleksów przyrodniczych. Na obszarach rozmieszczenia piasków wodnolodowcowych tworzą się krajobrazy typu Polesia. Rysunek 149 przedstawia lokalizację stref geograficznych i sektorów w ich obrębie na hipotetycznym płaskim kontynencie, zbudowanym na podstawie rzeczywistego rozmieszczenia lądów na kuli ziemskiej na różnych szerokościach geograficznych. Ten sam rysunek wyraźnie ilustruje asymetrię obwiedni geograficznej.

Podsumowując, zauważamy, że azonality, podobnie jak podział na strefy, jest ogólnym wzorcem. Każda część powierzchni ziemi, ze względu na swoją niejednorodność, reaguje na swój sposób na napływającą energię słoneczną, a tym samym nabiera specyficznych cech, które tworzą się na ogólnym tle strefowym. W istocie azonacja jest specyficzną formą manifestacji podziału na strefy. Dlatego każda część powierzchni Ziemi jest jednocześnie strefowa i azonowa.

Strefa wysokościowa to naturalna zmiana naturalnych składników i naturalnych kompleksów z wejściem w góry od podnóża do szczytów. Jest to spowodowane zmianą klimatu wraz z wysokością: spadek temperatury i wzrost opadów do określonej wysokości (do 2-3 km) na nawietrznych stokach.

Strefa wysokościowa ma wiele wspólnego ze strefą poziomą: podczas wchodzenia na góry zmiana pasów zachodzi w tej samej kolejności, co na równinach, podczas przemieszczania się z równika na bieguny. Jednak naturalne pasy w górach zmieniają się znacznie szybciej niż naturalne strefy na równinach. Na półkuli północnej, w kierunku od równika do biegunów, temperatura spada o około 0,5°C na każdy stopień szerokości geograficznej (111 km), natomiast w górach spada średnio o 0,6°C na każde 100 m .

Ryż. 149. Schemat stref geograficznych i głównych strefowych typów krajobrazów na hipotetycznym kontynencie (wymiary przedstawionego kontynentu odpowiadają połowie powierzchni lądowej globu w skali 1: 90 000 000), konfiguracja - jego położenie na szerokościach geograficznych , powierzchnia - niska równina (według A. M. Ryabchikova itp.)

Istnieją inne różnice: w górach we wszystkich pasach, przy wystarczającej ilości ciepła i wilgoci, występuje specjalny pas łąk subalpejskich i alpejskich, którego nie ma na równinach. Co więcej, każdy pas gór, podobny z nazwy do równiny, znacznie się od niej różni, ponieważ odbiera promieniowanie słoneczne o różnym składzie i ma inne warunki oświetleniowe.

Strefa wysokościowa w górach kształtuje się nie tylko pod wpływem zmian wysokości, ale także cech rzeźby gór. W tym przypadku ważną rolę odgrywa ekspozycja skarp, zarówno nasłonecznienie, jak i cyrkulacja. W pewnych warunkach w górach obserwuje się odwrócenie stref wysokościowych: gdy zimne powietrze zatrzymuje się w basenach śródgórskich, na przykład pas lasów iglastych może zajmować niższą pozycję w porównaniu z pasem lasów liściastych. Ogólnie rzecz biorąc, strefa wysokościowa jest znacznie bardziej zróżnicowana niż strefa pozioma, a ponadto przejawia się na bliskich odległościach.

Istnieje jednak ścisły związek między strefą poziomą a strefą wysokościową. Strefa wysokościowa zaczyna się w górach od analogii strefy poziomej, w której znajdują się góry. Tak więc w górach położonych w strefie stepowej dolny pas to step górski, w lesie - las górski itp. Strefa pozioma określa rodzaj strefy wysokościowej. W każdej strefie poziomej góry mają swój własny zasięg (zestaw) pasów wysokościowych. Liczba pasów wysokościowych zależy od wysokości gór i ich położenia. Im wyższe góry i im bliżej równika się znajdują, tym bogatsze jest ich spektrum pasów.

Na charakter stref wysokościowych ma również wpływ sektorowy charakter obwiedni geograficznej: skład pasów pionowych różni się w zależności od tego, w którym sektorze znajduje się dany łańcuch górski. Uogólnioną strukturę strefowości wysokościowej krajobrazów w różnych strefach geograficznych (na różnych szerokościach geograficznych) oraz w różnych sektorach przedstawiono na rysunku 150. Podobnie jak strefę wysokościową w górach na lądzie, można mówić o strefowości głębokiej w oceanie.

Jedną z głównych (i według akademika K.K. Markowa główną) prawidłowości obwiedni geograficznej należy uznać za asymetrię biegunową. Powodem tego wzoru jest przede wszystkim asymetria postaci Ziemi. Jak wiadomo, północna półoś Ziemi jest o 30 m dłuższa niż południowa, dzięki czemu Ziemia jest bardziej spłaszczona na biegunie południowym. Położenie mas kontynentalnych i oceanicznych na Ziemi jest asymetryczne. Na półkuli północnej ziemia zajmuje 39% powierzchni, a na półkuli południowej tylko 19%. Wokół bieguna północnego znajduje się ocean, wokół południa - kontynent Antarktydy. Na kontynentach południowych platformy zajmują od 70 do 95% ich powierzchni, na kontynentach północnych - 30 - 50%. Na półkuli północnej występuje pas młodych struktur fałdowanych (alpeńsko-himalajskich), rozciągających się w kierunku równoleżnikowym. Nie ma odpowiednika na półkuli południowej. Na półkuli północnej, między 50 a 70 °, znajdują się najbardziej wyniesione geostrukturalnie obszary lądowe (tarcze kanadyjskie, bałtyckie, Anabar. Aldan). Na półkuli południowej na tych szerokościach geograficznych znajduje się łańcuch depresji oceanicznych. Na półkuli północnej znajduje się pierścień kontynentalny otaczający ocean polarny, na półkuli południowej pierścień oceaniczny graniczący z kontynentem polarnym.

Asymetria lądu i morza pociąga za sobą asymetrię innych elementów obwiedni geograficznej. Tak więc w oceanosferze systemy prądów morskich na półkuli północnej i południowej nie powtarzają się; ponadto ciepłe prądy na półkuli północnej sięgają do szerokości arktycznych, podczas gdy na półkuli południowej tylko do 35°. Temperatura wody na półkuli północnej jest o 3°C wyższa niż na południowej.

Klimat na półkuli północnej jest bardziej kontynentalny niż na południowej (roczna amplituda temperatury powietrza wynosi odpowiednio 14 i 6°C). Na półkuli północnej występuje słabe zlodowacenie kontynentalne, silne zlodowacenie morskie i duży obszar wiecznej zmarzliny. Na półkuli południowej liczby te są dokładnie przeciwne. Na półkuli północnej strefa tajgi zajmuje ogromny obszar, na półkuli południowej nie ma odpowiednika. Ponadto na szerokościach geograficznych, na których na półkuli północnej dominują lasy liściaste i mieszane (~50°), na wyspach półkuli południowej znajdują się pustynie arktyczne. Inna jest również fauna półkul. Na półkuli południowej nie ma stref tundry, tundry leśnej, stepu leśnego i pustyń strefy umiarkowanej. Inna jest również fauna półkul. Na południu nie ma wielbłądów dwugarbnych, morsów, niedźwiedzi polarnych i wielu innych zwierząt, ale są na przykład pingwiny, torbacze i inne zwierzęta, których nie ma na półkuli północnej. Generalnie różnice w składzie gatunkowym roślin i zwierząt między półkulami są bardzo znaczące.

Są to podstawowe prawa powłoki geograficznej, niektóre z nich są czasami nazywane prawami. Jednak, jak przekonująco dowiódł D. L. Armand, geografia fizyczna nie zajmuje się prawami, lecz prawidłowościami – stale powtarzającymi się zależnościami między zjawiskami w przyrodzie, ale mającymi niższą rangę niż prawa.

Ryż. 150. Uogólniona struktura strefowości wysokościowej krajobrazów w różnych strefach geograficznych (według Ryabchikov A.A.)

Opisując powłokę geograficzną, należy raz jeszcze podkreślić, że jest ona ściśle powiązana z otaczającą ją przestrzenią kosmiczną oraz z wewnętrznymi częściami Ziemi. Przede wszystkim otrzymuje potrzebną energię z Kosmosu. Siły przyciągania utrzymują Ziemię na orbicie wokół Słońca i powodują okresowe zakłócenia pływowe w ciele planety. Strumienie korpuskularne („wiatr słoneczny”), promienie rentgenowskie i ultrafioletowe, fale radiowe i widzialna energia promienista są kierowane ze Słońca na Ziemię. Promienie kosmiczne kierowane są z głębi Wszechświata w kierunku Ziemi. Strumienie tych promieni i cząstek powodują powstawanie burz magnetycznych, zórz polarnych, jonizacji powietrza i innych zjawisk w pobliżu Ziemi. Masa Ziemi stale rośnie z powodu spadających meteorytów i pyłu kosmicznego. Ale Ziemia nie pasywnie odbiera wpływ Kosmosu. Wokół Ziemi jako planety z polem magnetycznym i pasami promieniowania powstaje specyficzny naturalny system, który nazywamy przestrzenią geograficzną. Rozciąga się od magnetopauzy - górnej granicy ziemskiego pola magnetycznego, która znajduje się na wysokości co najmniej 10 promieni Ziemi, do dolnej granicy skorupy ziemskiej - tak zwanej powierzchni Mohorovichich (Moho). Przestrzeń geograficzna podzielona jest na cztery części (od góry do dołu):

W pobliżu kosmosu. Jej dolna granica biegnie wzdłuż górnej granicy atmosfery na wysokości 1500 - 2000 km nad Ziemią. Tutaj zachodzi główna interakcja czynników kosmicznych z polami magnetycznymi i grawitacyjnymi Ziemi. Tutaj zostaje zachowane szkodliwe dla żywych organizmów promieniowanie kosmosu.

Wysoka atmosfera. Od dołu ogranicza ją stratopauza, która w tym przypadku jest również traktowana jako górna granica koperty geograficznej. Tutaj pierwotne promienie kosmiczne spowalniają, ulegają transformacji, a termosfera się nagrzewa.

Okładka geograficzna. Jego dolna granica stanowi podstawę skorupy wietrzenia w litosferze.

Podstawowa kora. Dolna granica to powierzchnia Moho. Jest to obszar manifestacji czynników endogennych, które tworzą pierwotną ulgę planety.

Pojęcie przestrzeni geograficznej określa położenie geograficznej otoczki naszej planety.

Podsumowując, zauważamy, że osoba w trakcie swojej działalności gospodarczej ma obecnie duży wpływ na kopertę geograficzną.

Powłoka geograficzna - w rosyjskiej nauce geograficznej jest to rozumiane jako integralna i ciągła powłoka Ziemi, gdzie jej części składowe: górna część litosfery (skorupa ziemska), dolna część atmosfery (troposfera, stratosfera, hydrosfera i biosfera) - jak również antroposfera przenikają się nawzajem i są w bliskiej interakcji. Między nimi zachodzi ciągła wymiana materii i energii.

Górna granica powłoki geograficznej przebiega wzdłuż stratopauzy, ponieważ przed tą granicą efekt termiczny powierzchni ziemi wpływa na procesy atmosferyczne; granica powłoki geograficznej w litosferze jest często połączona z dolną granicą regionu hipergenezy (czasami stopa stratysfery, średnia głębokość źródeł sejsmicznych lub wulkanicznych, podeszwa skorupy ziemskiej i poziom zerowy roczny amplitudy temperatury są przyjmowane jako dolna granica powłoki geograficznej). Koperta geograficzna całkowicie pokrywa hydrosferę, schodząc do oceanu 10-11 km poniżej poziomu morza, górną strefę skorupy ziemskiej i dolną część atmosfery (warstwa o grubości 25-30 km). Największa grubość koperty geograficznej to blisko 40 km. Powłoka geograficzna jest przedmiotem badań geografii i jej nauk branżowych.

Pomimo krytyki terminu „koperta geograficzna” i trudności w jej zdefiniowaniu, jest on aktywnie wykorzystywany w geografii i jest jednym z głównych pojęć w geografii rosyjskiej.

Koncepcję koperty geograficznej jako „zewnętrznej sfery ziemi” wprowadził rosyjski meteorolog i geograf P. I. Brounov (1910). Nowoczesną koncepcję opracował i wprowadził do systemu nauk geograficznych A. A. Grigoriev (1932). Historię koncepcji i kontrowersyjne kwestie najskuteczniej rozważane są w pracach I. M. Zabelina.

Pojęcia analogiczne do koncepcji koperty geograficznej istnieją również w obcej literaturze geograficznej (koperta ziemska A. Getnera i R. Hartshorne'a, geosfera G. Karola itp.). Jednak tam koperta geograficzna jest zwykle uważana nie za system przyrodniczy, ale za połączenie zjawisk przyrodniczych i społecznych.

Na granicach połączenia różnych geosfer znajdują się inne muszle ziemskie.

2 STRUKTURA POWŁOKI GEOGRAFICZNEJ

Rozważmy główne elementy konstrukcyjne powłoki geograficznej.

Skorupa ziemska to górna część stałej ziemi. Od płaszcza oddziela go granica z gwałtownym wzrostem prędkości fal sejsmicznych - granica Mohorovichicha. Miąższość skorupy waha się od 6 km pod oceanem do 30-50 km na kontynentach. Istnieją dwa rodzaje skorupy - kontynentalnej i oceanicznej. W strukturze skorupy kontynentalnej wyróżnia się trzy warstwy geologiczne: pokrywa osadowa, granit i bazalt. Skorupa oceaniczna składa się głównie ze skał maficznych oraz pokrywy osadowej. Skorupa ziemska jest podzielona na płyty litosferyczne o różnych rozmiarach, poruszające się względem siebie. Kinematykę tych ruchów opisuje tektonika płyt.

Rysunek 1 - Struktura pożyczonej skorupy

Na Marsie i Wenus znajduje się skorupa, Księżyc i wiele satelitów gigantycznych planet. Na Merkurym, chociaż należy do planet ziemskich, nie ma skorupy ziemskiej. W większości przypadków składa się z bazaltów. Ziemia jest wyjątkowa, ponieważ ma dwa rodzaje skorupy: kontynentalną i oceaniczną.

Masę skorupy ziemskiej szacuje się na 2,8 1019 ton (z czego 21% to skorupa oceaniczna, a 79% to kontynentalna). Skorupa stanowi tylko 0,473% całkowitej masy Ziemi

Skorupa oceaniczna składa się głównie z bazaltów. Zgodnie z teorią tektoniki płyt, tworzy się ona w sposób ciągły na grzbietach śródoceanicznych, odbiega od nich i jest wchłaniana do płaszcza w strefach subdukcji. Dlatego skorupa oceaniczna jest stosunkowo młoda, a jej najstarsze fragmenty sięgają późnej jury.

Grubość skorupy oceanicznej praktycznie nie zmienia się w czasie, ponieważ jest ona determinowana głównie ilością wytopu uwalnianego z materiału płaszcza w strefach grzbietów śródoceanicznych. Do pewnego stopnia wpływ ma grubość warstwy osadowej na dnie oceanów. Na różnych obszarach geograficznych grubość skorupy oceanicznej waha się od 5 do 7 kilometrów.

W ramach stratyfikacji Ziemi według właściwości mechanicznych skorupa oceaniczna należy do litosfery oceanicznej. Grubość litosfery oceanicznej, w przeciwieństwie do skorupy, zależy głównie od jej wieku. W strefach grzbietów śródoceanicznych astenosfera zbliża się bardzo blisko powierzchni, a warstwa litosfery jest prawie całkowicie nieobecna. Wraz z odległością od stref grzbietów śródoceanicznych grubość litosfery najpierw rośnie proporcjonalnie do jej wieku, następnie tempo wzrostu maleje. W strefach subdukcji miąższość litosfery oceanicznej osiąga największe wartości, wynoszące 120-130 kilometrów.

Skorupa kontynentalna ma budowę trójwarstwową. Górną warstwę reprezentuje nieciągła pokrywa skał osadowych, która jest szeroko rozwinięta, ale rzadko ma dużą grubość. Większość skorupy jest złożona pod górną skorupą, warstwą złożoną głównie z granitów i gnejsów, o małej gęstości i starożytnej historii. Badania pokazują, że większość tych skał powstała bardzo dawno temu, około 3 miliardów lat temu. Poniżej znajduje się dolna skorupa, składająca się ze skał metamorficznych - granulitów i tym podobnych.

Skorupa ziemska składa się ze stosunkowo niewielkiej liczby pierwiastków. Około połowa masy skorupy ziemskiej to tlen, ponad 25% to krzem. Tylko 18 pierwiastków: O, Si, Al, Fe, Ca, Na, K, Mg, H, Ti, C, Cl, P, S, N, Mn, F, Ba - stanowią 99,8% masy Ziemi Skorupa.

Określenie składu górnej skorupy kontynentalnej było jednym z pierwszych zadań, jakie podjęła młoda nauka geochemiczna. Właściwie geochemia wyłoniła się z prób rozwiązania tego problemu. To zadanie jest bardzo trudne, ponieważ skorupa ziemska składa się z wielu skał o różnym składzie. Nawet w tym samym ciele geologicznym skład skał może się znacznie różnić. Na różnych obszarach można rozmieścić zupełnie różne rodzaje skał. W świetle tego wszystkiego pojawił się problem określenia ogólnego, przeciętnego składu tej części skorupy ziemskiej, która wychodzi na powierzchnię na kontynentach. Z drugiej strony od razu pojawiło się pytanie o treść tego terminu.

Pierwszego oszacowania składu górnej skorupy dokonał Clark. Clark był pracownikiem US Geological Survey i zajmował się analizą chemiczną skał. Po wielu latach pracy analitycznej podsumował wyniki analiz i obliczył średni skład skał. Zasugerował, że wiele tysięcy próbek, w rzeczywistości losowo wybranych, odzwierciedla średni skład skorupy ziemskiej. Ta praca Clarka wywołała sensację w środowisku naukowym. Zostało to ostro skrytykowane, ponieważ wielu badaczy porównywało tę metodę do uzyskiwania „średniej temperatury dla szpitala, w tym w kostnicy”. Inni badacze uważali, że ta metoda jest odpowiednia dla tak niejednorodnego obiektu, jakim jest skorupa ziemska. Skład skorupy ziemskiej uzyskanej przez Clarka był zbliżony do granitu.

Kolejną próbę określenia przeciętnego składu skorupy ziemskiej podjął Viktor Goldshmidt. Założył, że lodowiec, poruszając się wzdłuż skorupy kontynentalnej, zeskrobuje wszystkie skały, które wychodzą na powierzchnię, miesza je. W rezultacie skały osadzone w wyniku erozji lodowcowej odzwierciedlają skład środkowej skorupy kontynentalnej. Goldschmidt przeanalizował skład iłów pasmowych osadzonych w Morzu Bałtyckim podczas ostatniego zlodowacenia. Ich skład był zaskakująco zbliżony do przeciętnego składu uzyskanego przez Clarka. Zgodność szacunków uzyskanych tak różnymi metodami była mocnym potwierdzeniem metod geochemicznych.

Następnie wielu badaczy zaangażowało się w określenie składu skorupy kontynentalnej. Szacunki Vinogradova, Vedepola, Ronova i Yaroshevsky'ego zyskały szerokie uznanie naukowe.

Niektóre nowe próby określenia składu skorupy kontynentalnej opierają się na jej podziale na części uformowane w różnych układach geodynamicznych.

Górna granica troposfery znajduje się na wysokości 8-10 km w polarnych, 10-12 km w umiarkowanych i 16-18 km w tropikalnych szerokościach geograficznych; niższa zimą niż latem. Dolna, główna warstwa atmosfery. Zawiera ponad 80% całkowitej masy powietrza atmosferycznego i około 90% całej pary wodnej obecnej w atmosferze. W troposferze turbulencje i konwekcja są silnie rozwinięte, pojawiają się chmury, rozwijają się cyklony i antycyklony. Temperatura spada wraz ze wzrostem wysokości ze średnim nachyleniem pionowym 0,65°/100 m.

Za „normalne warunki” na powierzchni Ziemi przyjmuje się: gęstość 1,2 kg/m3, ciśnienie atmosferyczne 101,34 kPa, temperaturę plus 20°C i wilgotność względną 50%. Te wskaźniki warunkowe mają wartość czysto inżynierską.

Stratosfera (od warstwy łacińskiej - podłoga, warstwa) - warstwa atmosfery, położona na wysokości od 11 do 50 km. Charakterystyczna jest niewielka zmiana temperatury w warstwie 11-25 km (dolna warstwa stratosfery) i jej wzrost w warstwie 25-40 km od -56,5 do 0,8 C (górna stratosfera lub region inwersji). Po osiągnięciu wartości około 273 K (prawie 0 °C) na wysokości około 40 km, temperatura pozostaje stała do wysokości około 55 km. Ten obszar stałej temperatury nazywany jest stratopauzą i stanowi granicę między stratosferą a mezosferą.

To właśnie w stratosferze znajduje się warstwa ozonosfery („warstwa ozonowa”) (na wysokości od 15-20 do 55-60 km), która wyznacza górną granicę życia w biosferze. Ozon (O3) powstaje najintensywniej w wyniku reakcji fotochemicznych na wysokości ~30 km. Całkowita masa O3 przy normalnym ciśnieniu to warstwa o grubości 1,7-4,0 mm, ale nawet to wystarczy, aby pochłonąć szkodliwe dla życia słoneczne promieniowanie ultrafioletowe. Zniszczenie O3 następuje, gdy oddziałuje z wolnymi rodnikami, NO, związkami zawierającymi halogeny (w tym „freony”).

Większość krótkofalowej części promieniowania ultrafioletowego (180-200 nm) jest zatrzymywana w stratosferze, a energia fal krótkich jest przekształcana. Pod wpływem tych promieni zmieniają się pola magnetyczne, cząsteczki rozpadają się, dochodzi do jonizacji, powstawania nowych gazów i innych związków chemicznych. Procesy te można zaobserwować w postaci zorzy polarnej, piorunów i innych poświat.

W stratosferze i warstwach wyższych pod wpływem promieniowania słonecznego cząsteczki gazu dysocjują - na atomy (powyżej 80 km CO2 i H2 dysocjują, powyżej 150 km - O2, powyżej 300 km - H2). Na wysokości 200–500 km jonizacja gazów zachodzi również w jonosferze, na wysokości 320 km stężenie naładowanych cząstek (О+2, О−2, N+2) wynosi ~ 1/300 stężenie cząstek obojętnych. W górnych warstwach atmosfery znajdują się wolne rodniki - OH, HO 2 itp.

W stratosferze prawie nie ma pary wodnej.

Troposfera (starożytne greckie τροπή - „skręt”, „zmiana” i σφαῖρα - „kula”) - dolna, najlepiej zbadana warstwa atmosfery, o wysokości 8-10 km w regionach polarnych, do 10-12 km w umiarkowanych szerokościach geograficznych , na równiku - 16-18 km.

Podczas wzrostu w troposferze temperatura spada średnio o 0,65 K na 100 m i osiąga 180÷220 K (-90÷-53°C) w górnej części. Ta górna warstwa troposfery, w której zatrzymuje się spadek temperatury wraz z wysokością, nazywana jest tropopauzą. Kolejna warstwa atmosfery nad troposferą nazywana jest stratosferą.

Ponad 80% całkowitej masy powietrza atmosferycznego koncentruje się w troposferze, turbulencje i konwekcja są wysoko rozwinięte, przeważająca część pary wodnej jest skoncentrowana, pojawiają się chmury, tworzą się fronty atmosferyczne, rozwijają się cyklony i antycyklony, a także inne procesy które determinują pogodę i klimat. Procesy zachodzące w troposferze wynikają przede wszystkim z konwekcji.

Część troposfery, w której mogą tworzyć się lodowce na powierzchni Ziemi, nazywa się jonosferą.

Hydrosfera (z innej greckiej Yδωρ - woda i σφαῖρα - kula) jest powłoką wodną Ziemi.

Tworzy nieciągłą skorupę wodną. Średnia głębokość oceanu to 3850 m, maksymalna (Pacific Mariana Trench) to 11022 metry. Około 97% masy hydrosfery to słona woda oceaniczna, 2,2% to woda lodowcowa, reszta to wody gruntowe, słodkowodne jeziora i rzeki. Całkowita objętość wody na planecie wynosi około 1 532 000 000 kilometrów sześciennych. Masa hydrosfery wynosi około 1,46 * 10 21 kg. To 275 razy masa atmosfery, ale tylko 1/4000 masy całej planety. Hydrosfera to 94% wody Oceanu Światowego, w której rozpuszczają się sole (średnio 3,5%), a także szereg gazów. Górna warstwa oceanu zawiera 140 bilionów ton dwutlenku węgla i 8 bilionów ton rozpuszczonego tlenu. Obszar biosfery w hydrosferze jest reprezentowany na całej jej grubości, jednak największa gęstość żywej materii przypada na warstwy powierzchniowe ogrzane i oświetlone promieniami słońca, a także strefy przybrzeżne.

Ogólnie przyjmuje się podział hydrosfery na Ocean Światowy, wody kontynentalne i wody podziemne. Większość wody jest skoncentrowana w oceanach, znacznie mniej - w kontynentalnej sieci rzecznej i wodach gruntowych. W atmosferze znajdują się również duże rezerwy wody w postaci chmur i pary wodnej. Ponad 96% objętości hydrosfery to morza i oceany, ok. 2% to wody gruntowe, ok. 2% lód i śnieg, a ok. 0,02% lądowe wody powierzchniowe. Część wody jest w stanie stałym w postaci lodowców, pokrywy śnieżnej i wiecznej zmarzliny, reprezentujących kriosferę.

Wody powierzchniowe, choć zajmują stosunkowo niewielki udział w całkowitej masie hydrosfery, odgrywają jednak ważną rolę w życiu biosfery lądowej, będąc głównym źródłem zaopatrzenia w wodę, nawadniania i podlewania.

Biosfera (z innych greckich βιος - życie i σφαῖρα - kula, kula) - powłoka Ziemi zamieszkana przez organizmy żywe, pod ich wpływem i zajęta przez produkty ich życiowej aktywności; „film życia”; globalny ekosystem Ziemi.

Biosfera to skorupa Ziemi zamieszkana przez organizmy żywe i przez nie przekształcona. Biosfera zaczęła się formować nie później niż 3,8 miliarda lat temu, kiedy na naszej planecie zaczęły pojawiać się pierwsze organizmy. Wnika w całą hydrosferę, górną część litosfery i dolną część atmosfery, czyli zamieszkuje ekosferę. Biosfera to całość wszystkich żywych organizmów. Jest domem dla ponad 3 000 000 gatunków roślin, zwierząt, grzybów i bakterii. Człowiek jest również częścią biosfery, jego działalność przewyższa wiele naturalnych procesów i, jak powiedział V. I. Vernadsky: „Człowiek staje się potężną siłą geologiczną”.

Francuski przyrodnik Jean Baptiste Lamarck na początku XIX wieku. po raz pierwszy zaproponował bowiem pojęcie biosfery, nie wprowadzając nawet samego terminu. Termin „biosfera” został zaproponowany przez austriackiego geologa i paleontologa Eduarda Suessa w 1875 roku.

Holistyczną doktrynę biosfery stworzył biogeochemik i filozof V. I. Vernadsky. Po raz pierwszy przypisał żywym organizmom rolę głównej siły transformującej planety Ziemia, biorąc pod uwagę ich aktywność nie tylko w teraźniejszości, ale także w przeszłości.

Istnieje inna, szersza definicja: Biosfera – obszar dystrybucji życia na ciele kosmicznym. Choć istnienie życia na obiektach kosmicznych innych niż Ziemia jest wciąż nieznane, uważa się, że biosfera może się na nie rozprzestrzeniać w bardziej ukrytych obszarach, na przykład w litosferycznych jamach lub w subglacjalnych oceanach. Rozważa się na przykład możliwość istnienia życia w oceanie księżyca Jowisza Europa.

Biosfera znajduje się na przecięciu górnej części litosfery i dolnej części atmosfery i zajmuje prawie całą hydrosferę.

Górna granica w atmosferze: 15-20 km. Decyduje o tym warstwa ozonowa, która blokuje krótkofalowe promieniowanie ultrafioletowe, które jest szkodliwe dla organizmów żywych.

Dolna granica w litosferze: 3,5-7,5 km. Decyduje o tym temperatura przemiany wody w parę i temperatura denaturacji białek, jednak na ogół rozprzestrzenianie się organizmów żywych jest ograniczone do głębokości kilku metrów.

Granica między atmosferą a litosferą w hydrosferze: 10-11 km. Wyznaczany przez dno Oceanu Światowego, w tym osady denne.

Biosfera składa się z następujących rodzajów substancji:

Materia żywa - całość ciał organizmów żywych zamieszkujących Ziemię jest zunifikowana fizykochemicznie, niezależnie od ich systematycznej przynależności. Masa żywej materii jest stosunkowo niewielka i szacowana na 2,4 ... 3,6 1012 ton (w suchej masie) i stanowi mniej niż jedną milionową całej biosfery (około 3 1018 ton), co z kolei stanowi mniej niż jedną tysięczna mas ziemi. Ale jest to jedna z „najpotężniejszych sił geochemicznych naszej planety”, ponieważ żywa materia nie tylko zamieszkuje biosferę, ale przekształca oblicze Ziemi. Żywa materia jest rozmieszczana w biosferze bardzo nierównomiernie.

Substancja biogenna - substancja wytwarzana i przetwarzana przez żywą materię. W toku ewolucji organicznej żywe organizmy przeszły przez swoje organy, tkanki, komórki i krew tysiąc razy przez całą atmosferę, całą objętość oceanów na świecie i ogromną masę substancji mineralnych. Tę geologiczną rolę żywej materii można sobie wyobrazić na podstawie złóż węgla, ropy naftowej, skał węglanowych itp.

Materia obojętna - produkty powstające bez udziału organizmów żywych.

Substancja bioinertna, która jest tworzona jednocześnie przez organizmy żywe i procesy obojętne, reprezentująca dynamicznie zrównoważone układy obu. Są to gleba, muł, wietrzejąca skorupa itp. Organizmy odgrywają w nich wiodącą rolę.

Substancja ulegająca rozpadowi radioaktywnemu.

Rozproszone atomy, nieustannie tworzone z wszelkiego rodzaju materii ziemskiej pod wpływem promieniowania kosmicznego.

Substancja pochodzenia kosmicznego.

Cała warstwa oddziaływania życia na przyrodę nieożywioną nazywana jest megabiosferą, a wraz z artebiosferą – przestrzenią ekspansji humanoidalnej w przestrzeni przyziemnej – panbiosferą.

Podłożem do życia w atmosferze mikroorganizmów (aerobionów) są kropelki wody - wilgoć atmosferyczna, źródło energii - energia słoneczna i aerozole. W przybliżeniu od wierzchołków drzew do wysokości najczęstszej lokalizacji cumulusów rozciąga się tropobiosfera (z tropobiontami; przestrzeń ta jest cieńszą warstwą niż troposfera). Powyżej rośnie warstwa niezwykle rzadkiej mikroflory, altobiosfera (z altobiontami). Powyżej znajduje się przestrzeń, w której organizmy przenikają przypadkowo i rzadko i nie rozmnażają się - parabiosfera. Powyżej znajduje się apobiosfera.

Geobiosfera jest zamieszkana przez geobionty, podłoże i częściowo środowisko życia, któremu służy firmament ziemi. Geosfera składa się z obszaru życia na powierzchni ziemi - terrabiosfera (z terrabiontami), podzielona na fitosferę (od powierzchni ziemi do wierzchołków drzew) i pedosferę (gleby i podglebie; czasami uwzględniona jest tu cała wietrzejąca skorupa) oraz życie w głębinach Ziemi - litobiosfera (z litobiontami żyjącymi w porach skał, głównie w wodach gruntowych). Na dużych wysokościach w górach, gdzie życie wyższych roślin nie jest już możliwe, znajduje się wysokogórska część terrabiosfery - strefa eoliczna (z eolobiontami). Litobiosfera rozpada się na warstwę, w której możliwe jest życie tlenowców – hipoterrabiosferę i warstwę, w której mogą żyć tylko beztlenowce – tellurobiosferę. Życie w nieaktywnej formie może wnikać głębiej w hipobiosferę. Metabiosfera - wszystkie skały biogeniczne i bioinertne. Głębsza jest abiosfera.

W głębi litosfery istnieją 2 teoretyczne poziomy rozprzestrzeniania się życia - izoterma 100 ° C, poniżej której woda wrze przy normalnym ciśnieniu atmosferycznym i izoterma 460 ° C, gdzie pod dowolnym ciśnieniem woda zamienia się w parę , tzn. nie może być w stanie ciekłym .

Hydrobiosfera – cała światowa warstwa wód (bez wód gruntowych), zamieszkana przez hydrobionty – rozpada się na warstwę wód kontynentalnych – akwabiosferę (z organizmami wodnymi) oraz obszar mórz i oceanów – marinobiosferę (z marinobiontami) . Istnieją 3 warstwy - stosunkowo jasno oświetlona fotosfera, zawsze bardzo zmierzchowa dysfotosfera (do 1% nasłonecznienia) oraz warstwa absolutnej ciemności - afotosfera.

Pojęcie „koperty geograficznej”

Uwaga 1

Powłoka geograficzna jest ciągłą i integralną powłoką Ziemi, składającą się ze skorupy ziemskiej, troposfery, stratosfery, hydrosfery, biosfery i antroposfery. Wszystkie elementy koperty geograficznej są w ścisłej interakcji i wzajemnie się przenikają. Między nimi istnieje ciągła wymiana materii i energii.

Górną granicą koperty geograficznej jest stratosfera, położona poniżej maksymalnego stężenia ozonu na wysokości około 25 km. Dolna granica przechodzi w górnych warstwach litosfery (od 500 do 800 m).

Wzajemne wnikanie w siebie i wzajemne oddziaływanie składników tworzących muszlę geograficzną - wody, powietrza, minerałów i żywych muszli - decyduje o jej integralności. W nim oprócz ciągłej przemiany materii i energii można również zaobserwować stały obieg substancji. Każdy składnik powłoki geograficznej, rozwijający się zgodnie z własnymi prawami, podlega wpływowi innych powłok i sam na nie wpływa.

Oddziaływanie biosfery na atmosferę wiąże się z procesem fotosyntezy, w wyniku którego dochodzi do intensywnej wymiany gazowej między materią żywą a powietrzem, a także regulacji gazów w atmosferze. Rośliny zielone pochłaniają dwutlenek węgla z powietrza i uwalniają tlen, bez którego życie większości żywych organizmów na planecie jest niemożliwe. Dzięki atmosferze powierzchnia ziemi nie jest przegrzewana przez promieniowanie słoneczne w ciągu dnia i nie ochładza się znacząco w nocy, co jest niezbędne do normalnego życia istot żywych.

Biosfera wpływa na hydrosferę. Żywe organizmy mogą wpływać na zasolenie wód Oceanu Światowego, pobierając z wody pewne substancje niezbędne do ich życia (na przykład wapń jest potrzebny do tworzenia muszli, muszli, szkieletów). Środowisko wodne jest siedliskiem wielu żywych istot, woda jest niezbędna do normalnego przebiegu większości procesów życiowych przedstawicieli flory i fauny.

Wpływ organizmów żywych na skorupę ziemską jest najbardziej wyraźny w jej górnej części, gdzie występuje nagromadzenie szczątków roślinnych i zwierzęcych oraz powstają skały pochodzenia organicznego.

Żywe organizmy biorą czynny udział nie tylko w tworzeniu skał, ale także w ich niszczeniu. Wydzielają kwasy, które niszczą skały, wpływając na korzenie, tworząc głębokie pęknięcia. W wyniku tych procesów twarde i gęste skały zamieniają się w luźne skały osadowe (kamyki, żwir). Wszystkie warunki są stworzone do tworzenia tego lub innego rodzaju gleby.

Zmiana w dowolnym składniku powłoki geograficznej znajduje odzwierciedlenie we wszystkich innych powłokach. Na przykład era wielkiego zlodowacenia w okresie czwartorzędowym. Ekspansja powierzchni lądu stworzyła warunki wstępne do nadejścia bardziej suchego i zimniejszego klimatu, co doprowadziło do powstania warstwy lodu i śniegu, która pokryła duże obszary w północnej Ameryce Północnej i Eurazji. To z kolei doprowadziło do zmiany flory, fauny i pokrywy glebowej.

Komponenty powłoki geograficznej

Główne elementy koperty geograficznej to:

1. Skorupa Ziemska. Górna część litosfery. Od płaszcza oddziela ją granica Mohorovicha, która charakteryzuje się gwałtownym wzrostem prędkości fal sejsmicznych. Grubość skorupy ziemskiej waha się od sześciu kilometrów (pod oceanem) do 30-50 km (na kontynentach). Istnieją dwa rodzaje skorupy ziemskiej: oceaniczna i kontynentalna. Skorupa oceaniczna składa się głównie ze skał maficznych i pokrywy osadowej. W skorupie kontynentalnej wyróżniają się warstwy bazaltu i granitu, pokrywa osadowa. Skorupa ziemska składa się z oddzielnych płyt litosferycznych o różnych rozmiarach, poruszających się względem siebie.
2. Troposfera. Dolna warstwa atmosfery. Górna granica w szerokościach polarnych wynosi 8-10 km, w umiarkowanych szerokościach geograficznych 10-12 km, w tropikalnych 16-18 km. Zimą górna granica jest nieco niższa niż latem. Troposfera zawiera 90% całkowitej pary wodnej w atmosferze i 80% całkowitej masy powietrza. Charakteryzuje się konwekcją i turbulencją, zachmurzeniem, rozwojem cyklonów i antycyklonów. Wraz ze wzrostem wysokości temperatura spada.
3. Stratosfera. Jej górna granica znajduje się na wysokości od 50 do 55 km. Wraz ze wzrostem wysokości temperatura zbliża się do 0 ºС. Charakterystyka: niska zawartość pary wodnej, niska turbulencja, zwiększona zawartość ozonu (maksymalne stężenie obserwuje się na wysokości 20-25 km.).
4. Hydrosfera. Obejmuje wszystkie zasoby wodne planety. Najwięcej zasobów wodnych koncentruje się w Oceanie Światowym, mniej w wodach gruntowych i kontynentalnej sieci rzek. Duże rezerwy wody zawarte są w atmosferze w postaci pary wodnej i chmur. Część wody jest magazynowana w postaci lodu i śniegu, tworząc kriosferę: pokrywa śnieżna, lodowce, wieczna zmarzlina.
5. Biosfera. Całość tych części składowych powłoki geograficznej (litosfera, atmosfera, hydrosfera), w których żyją organizmy żywe.
6. Antroposfera lub Noosfera. Sfera interakcji między środowiskiem a człowiekiem. Nie wszyscy naukowcy popierają rozpoznanie tej powłoki.

Etapy rozwoju muszli geograficznej

Koperta geograficzna na obecnym etapie jest wynikiem długiego rozwoju, podczas którego stale się komplikowała.

Etapy rozwoju muszli geograficznej:

• Pierwszy etap jest prebiogenny. Trwało to 3 miliardy lat. W tym czasie istniały tylko najprostsze organizmy. Niewiele przyczynili się do rozwoju i kształtowania koperty geograficznej. Atmosfera charakteryzowała się wysoką zawartością dwutlenku węgla i niską zawartością tlenu.
• Druga faza. Czas trwania - około 570 milionów lat. Charakteryzuje się dominującą rolą organizmów żywych w tworzeniu otoczki geograficznej. Organizmy wpłynęły na wszystkie składniki muszli: zmienił się skład atmosfery i wody, zaobserwowano nagromadzenie skał pochodzenia organicznego. Pod koniec sceny pojawili się ludzie.
• Trzeci etap jest nowoczesny. Zaczęło się 40 tysięcy lat temu. Charakteryzuje się aktywnym wpływem działalności człowieka na różne składniki otoczki geograficznej.