Физическая география

В географии, как известно, существует представление и об относительной (сравнительной) высоте. И соответственно глубине. Относительной выс. называется превышение одной точки над другой точкой. То же самое касается и относительной глубины, только в этом случае отсчет ведется в противоположном направлении по отвесу. Знания об относительной выс. и глуб. очень практичны, они повсеместно используются во всех сферах и областях хозяйственной деятельности человека.

Методика определения превышения между выбранными точками применяется, когда необходимо или узнать высоту чего-либо на местности, или просто выявить разницу высот между к. л. пунктами. Например, нам надо установить высоту холма. За начальную (нулевую) отметку мы берем произвольную точку у основания возвышения. Измерив данную форму рельефа с разных сторон, мы получим, конечно, неодинаковые показатели отн. высоты, в метрах. После этого нужно, если в том есть нужда, найти среднюю высоту холма. Для этого, как мы знаем, следует сложить все полученные результаты и разделить на количество проведенных измерений.

Подобным образом находится глубина водоема или же отрицательной формы рельефа на суше (овраг, балка, замкнутая котловина и пр.). Следует заметить в скобках, что по отношению к отрицательным формам рельефа, даже если они не заполнены водой, тоже применяется термин «глубина». Для гидрографического объекта нулевой отметкой может стать любое место на поверхности воды – хоть в центральной части водного зеркала, хоть на линии соприкосновения воды с сушей (урез воды, кромка).

Взгляд на морфологию и морфометрию природных объектов

Морфологией природного объекта называются различные особенности его формы и структуры. Другими словами, это совокупность определенных морфологических элементов, принадлежащих какому-либо естественному географическому образованию и характеризующих его внешний вид и внутреннее строение. Рассмотрим кратко в качестве примера морфологию такого классического физико-географического объекта, как озеро.

В пределах озера выделяются следующие основные морфологические элементы: котловина, чаша (ложе) и береговая область (часть). Котловина озера – общее понижение на земной поверхности. В нее входит сама озерная чаша – впадина, наполненная водой, а также – береговая часть (состоящая из трех зон: береговой уступ, побережье, береговая отмель). Помимо этого, котловина включает в себя территорию, которая примыкает к береговой области с внешней стороны.

Морфологический анализ природного объекта, конечно, не заканчивается изучением составных элементов. Важно еще установить морфометрические характеристики. Морфометрия – очень важная составляющая собственно морфологического подхода. Она выражается в измерении географического объекта. При этом учитываются его линейные и площадные показатели, объем и в конечном итоге – общаяформа.

Озеро, раз уж мы решили говорить сегодня о нем, обладает следующими морфометрическими характеристиками: длина, ширина (максимальная и средняя), глубина (максимальная и средняя); площадь водного зеркала; длина и степень изрезанности береговой линии; объем озера (в пределах водной массы); форма озёрной котловины, которая может быть в той или иной мере приближена к какой-нибудь идеальной стереометрической фигуре. Выделяют, например, конусовидную форму, цилиндрическую, полусферу и т. д.

Это всё касается непосредственно озера. Разумеется, для реки или речных систем, горного хребта, океана, материка или ледника анализ морфологии, вместе с морфометрией, будет представлять собой другую физико-географическую картину. Для каждого вещественного (компонентного) типа природного объекта используются свои понятия и формулировки. И даже в рамках одного вещественного типа мы обнаружим у объектов неодинаковые морфологические и морфометрические характеристики и различный набор элементов.

Основные вещественные типы природных объектов

Поверхность Земли чрезвычайно разнородная арена развития жизни – в том числе в плане вещества и форм. Однако однородные компоненты природы всегда стараются соединиться и собраться в одном месте.

Так вода под действием силы тяжести стекает в углубления и образует водоемы, а также водные потоки (водотоки), в основном стремящиеся к морю или озеру. Особым образом возникают ледники: если в холодных широтах или высоко в горах в течение столетий идет снег, который почти не тает, то происходит его накопление, последующее слёживание и трансформация в сухопутный лед. Другими словами, ледники возникают там, где наблюдается положительный баланс выпадения твердых осадков.

Горные породы и минералы, будучи тяжелыми и крепкими, не обладают такой подвижностью, как жидкая вода. Но их частицы тоже перемещаются – с помощью различных стихий (вода, ветер, ледники, гравитация). В конце концов, эти крупицы грунта где-то закрепляются и впоследствии наслаиваются друг на друга, создавая геологические пласты, из которых потом под действием внешних и внутренних сил Земли возникают всевозможные формы рельефа – положительные и отрицательные.

Биологические компоненты, надо сказать, еще более зависимы друг от друга, и от внешних обстоятельств в том числе. Живое вещество, развиваясь на абиотической базе, создает прочнейшие связи на более высоком, биологическом уровне, в результате чего на определенной территории образуются чрезвычайно сложные системы – биогеоценозы, которые, сливаясь, в конечном итоге превращаются в мощные и обширные биогеографические комплексы – биомы, в нашем понимании соответствующие ландшафтным зонам (леса, степи, пустыни и промежуточные полосы между ними – лесостепи, полупустыни).

Типичный пример – любой лесной массив, являющийся предельно сложным типом биогеоценоза. Все остальные геосистемы не в такой степени многоплановы.

Так образуются природные объекты – в идеальном и очень упрощенном виде: капля к капле, снежинка к снежинке, песчинка к песчинке, а травинка к травинке… Итак, по принадлежности к той или иной геосфере (гидросфера, литосфера, биосфера) мы можем выделить следующие компонентные типы природных объектов: гидрологические (водные и ледниковые), геолого-геоморфологические (твердотельные формы – вся пластика рельефа), биогеографические (биоценозы всех уровней и их составные части).

Гидрологические объекты. К таковым мы относим все водоемы, принадлежащие непосредственно океаносфере: сам Мировой океан, отдельные океаны, их моря, заливы, проливы. А также все воды на поверхности суши (на материках и островах): пруды, озёра, водохранилища, реки, каналы. Кроме того – отдельные ледники, в том числе и те, которые не имеют собственных наименований. Непосредственно подземные воды причислить к природным объектам не представляется возможным – в связи с тем, что они пропитывают слои горных пород, слагающих местность, и поэтому не являются самостоятельными – в морфологическом смысле. Хотя, если брать гидрогеологический аспект, то весь пласт, наполненный водой, но только поверхностный, в ряде случаев мы сможем включить в список природных объектов.

Геолого-геоморфологические объекты. Мега- и макроуровень: материки, океаны; горные пояса, платформенные равнины, горные страны, отдельные хребты и горы; возвышенности, плоскогорья, плато, низменности и отрицательные впадины на платформенных равнинах и др. Мезоуровень: холмы, котловины; гряды, овраги, балки, долины и т. п.

Биогеографические объекты: биомы (ландшафтные зоны) и их части – на макроуровне; лесные массивы, луга, поля – на мезоуровне. Микроуровень предусматривает выделение даже таких п. объектов, как дерево.

Это лишь малая часть природных объектов. В действительности же природа поверхности земной коры гораздо сложнее и разнообразнее. Можно сказать так: чтобы озвучить все природные объекты, понадобится время для отдельной лекции.

Часть 2. Планета Земля – географический объект высшего ранга

Начальные сведения по теме. Вся совокупность географических (природных, антропогенных, природно-антропогенных) образований, в конечном счете, замыкается природным объектом самого высокого ранга – планетой Земля.

Надо сказать, всякий планетный шар – это природный объект. Впрочем, как и любой спутник, астероид, звезда. Во Вселенной очень много всего… Но суть вопроса заключается в том, что география специализируется только по Земле, и в этом смысле наша планета – не просто природный, а непосредственно географический объект. Марс или Солнце, например, таковыми уже не являются по определению. Именно этот факт и дает нам право изучать Землю (как единое целое) в рамках физической географии – т. е. как единый физико-географический объект, пусть и единственный в своем роде. Хотя многие исследователи выражают скептические соображения по данному поводу: география описывает и анализирует не саму Землю, а ее поверхность. С таким утверждением не поспоришь, однако, земная поверхность – отнюдь не самостоятельная категория. Мы знаем, и из курса философии в том числе, что невозможно изучать внешнее выражение (облик) чего-либо вне связи с внутренними особенностями и свойствами самого объекта в целом и его отдельных частей, а также какими-то внешними факторами, которые всегда есть.

В последнее время наблюдается тенденция, предусматривающая постепенный выход «географии» за пределы Земли и распространение накопленных научных географических знаний и положений на всю Солнечную систему. Но это дело будущего, в настоящее же время система географических наук привязана только к земной поверхности. Возможен и другой вариант: каждой планете будет посвящена своя, скажем так, «графия». Возможные названия таковы: марсография, венерография и др. (по аналогии с географией). Либо полноценно возникнет целая совокупность объединенных, взаимосвязанных наук – планетография, которая свяжет воедино все планеты в аспекте изучения их поверхностей, может быть, ландшафтов, если таковые обнаружат себя, – и не только в Солнечной системе, но и за ее рубежами.

Основные астрономические особенности Земли

Земля – это планета (по счету – третья, от Солнца). Не всякий астрономический объект имеет право называться планетой. Имеются как минимум три характеристики, по которым возможно отличить планету от какого-либо иного небесного тела: 1) планета движется вокруг звезды; 2) планета имеет форму шара, в приближенном варианте; 3) последний показатель условный: планета отличается относительно большими габаритами (не менее среднего по размеру спутника в пределах Солнечной системы).

Наша планета соответствует всем этим условиям. Отсутствие либо присутствие атмосферного компонента, гидросферы, структура и прочие составные части и функциональные атрибуты – это существенные характеристики, но в этом случае они признаются второстепенными. Главнейшие критерии – вращение по орбите вокруг своего «Солнца» и шарообразная форма. К примеру, в Солнечной системе обнаруживается так называемый пояс астероидов, вмещающий в себя миллионы всевозможных астероидов. Все они обращаются вокруг нашей звезды, и отдельные экземпляры достигают даже размеров крупного спутника, но ни одно астероидное тело не обладает формой шара (если только в очень искаженном виде). В тот же самый момент, например, Луна или Ио (спутник Юпитера) имеют шарообразную конфигурацию, вполне широкие размеры, но вращаются вокруг своих планет, к которым они прикреплены, а не Солнца.

К главным астрономическим чертам Земли (как и всякой планеты) относят следующие пункты: вращение Земли, форма Земли, размеры Земли.

Вращение Земли. Наша планета движется вокруг Солнца по орбите, имеющей форму эллипса (эксцентриситет 0,017). Среднее расстояние от Земли до Солнца – 149,5 млн. км. В масштабах Вселенной это мало.

Каждый год в январе месяце Земля, двигаясь по собственной орбите, приближается на самое короткое расстояние к Солнцу – примерно 147 млн. км. Летом, в июле, планета более всего удалена от своей звезды – приблизительно 152 млн. км. Точка наименее удаленного расстояния от Земли до Солнца именуется перигелием. Точка наиболее удаленного положения называется афелием.

Такая внушительная на первый взгляд разница в дистанции от Земли до Солнца (5 млн. км) не отражается на состоянии планеты. Когда Земля расположена в перигелии, климат не делается теплее, а в афелии – холоднее. Однако, как видно, подобное климатическое постоянство оказывается верным исключительно в рамках первых 5 млн. км (примерно). И абсолютно ясно, что различие, к примеру, в 15 млн. км уже причинило бы ощутимый ущерб физико-географической обстановке на Земле. Такая филигранная выдержка дает возможность Земле существовать и в полную силу развиваться уже очень много миллионов лет.

Средняя скорость движения планеты вокруг Солнца – немного меньше 30 километров в секунду. Что интересно, чем ближе Земля подступает к Солнцу, тем больше делается скорость ее вращения по своей орбите. И наоборот: с увеличением расстояния от Солнца скорость постепенно замедляется. Но опять-таки, подобная разница в скорости не оказывает какого-то масштабного воздействия на планету – во-первых, данный процесс осуществляется плавно, а во-вторых, разброс тут условно небольшой. Полный оборот Земля производит за 365 дней и несколько часов.

Земля движется не только вокруг Солнца, но и вокруг собственной оси. Земная ось – в целом умозрительное понятие. В глубинах Земли нет какого-либо каменного или металлического прута, который тянется сквозь толщу планеты от полюса к полюсу. Но существует мнимый «стержень», весьма стабильный (несмотря на явления нутации), вокруг которого Земля за 24 часа делает полный оборот. Данный факт определяет смену дня и ночи.

Земная ось не перпендикулярна плоскости земной орбиты. Угол между осью и плоскостью орбиты Земли составляет 66,5°. Следовательно, ось отклоняется от перпендикуляра на 23,5°. Эта особенность вместе с орбитальным движением дает возможность планете поочередно «подставлять» Солнцу то Северное полушарие, то Южное. Данное обстоятельство устанавливает смену сезонов.

В некоторых сетевых источниках говорится о 23,5° – якобы под таким углом расположена ось Земли относительно плоскости земной орбиты. Если бы это было действительно так, то в таком случае в Антарктиде росли бы пальмы, а воды Арктического океанического бассейна были бы такими же теплыми, как воды Индийского океана. В реальности, само собой разумеется, под таким углом лежит плоскость экватора к плоскости земной орбиты, но никак не ось. Это во-первых. Во-вторых, 23,5°, как было сказано выше, – это уровень отклонения земной оси от перпендикуляра плоскости орбиты Земли.

Угол наклона, конечно, обратимо изменяется в течение года и нескольких десятилетий – под воздействием различных внешних (космических) факторов. Перманентные малые колебания угла наклона земной оси к плоскости земной орбиты называются нутацией. Данное явление преимущественно сопряжено с влиянием на Землю Луны. Такие колебания оси по причине своей «малозначимости» не приводят к каким-либо отрицательным трансформациям в структуре природы Земли, посредством климата. Отмечаются лишь некоторые смещения, не оказывающие кардинального влияния на смену времен года, как и на сам климат.

Наблюдается еще одно любопытное явление, которое связано с осью Земли, – прецессия. Таким термином обозначают медленное и плавное конусообразное движение оси. Его можно объяснить следующими моментами. Так называемая экваториальная выпуклость Земли всё время ощущает на себе тяготение со стороны Солнца. Данное притяжение стремится как бы выпрямить положение земной оси, сделать ее перпендикулярной плоскости земной орбиты. Но по причине движения Земли вокруг собственной оси, Солнце оказывается не в состоянии совершить такое действие. При этом ось Земли, сопротивляясь силе Солнца, описывает конус.

Данное явление – чисто астрономическое. Из-за прецессии осеннее и весеннее равноденствия каждый год наступают немного раньше, чем в предыдущем году.

Если мы в абстрактном плане совместим нутацию и прецессию, то их общий геометрический рисунок будет являть собой конус, круг которого обладает неровным контуром, отдаленно напоминающим кардиограмму.

Форма Земли. Наша планета со стороны Космоса смотрится как обыкновенный шар. Но так как Земля вращается вокруг своей оси, она, само собой, «слегка» приплюснута у полюсов. Полюсное сжатие невооруженным глазом заметить невозможно. Но если бы земной шар вращался вокруг собственной оси со скоростью, превосходящей нынешнюю скорость хотя бы в двадцать раз, то планета в профиле приняла бы очертания типичного эллипса. Никто не может сказать доподлинно, что случилось бы с Землей в этом случае, но абсолютно очевидно, что климатическая (гидрометеорологическая) и тектоническая системы работали бы уже в несколько другом варианте.

Полюсное сжатие Земли дает нам возможность называть ее фигуру сфероидом (т. е. эллипсоидом вращения). Но истинная конфигурация нашей планеты далека не только от шара, но и даже от сфероида.

Всё дело в том, что сфероид и шар – это геометрические фигуры, имеющие идеальную поверхность. Земля же в этом плане совершенно не безукоризненна: поверхность континентов испещрена неровностями мега- и макроуровня – горными странами и равнинами разной высоты и морфологии, и в том числе – отрицательными равнинами (впадинами). По этой причине в профиле Земля обладает чрезвычайно неидеальной формой. Можно предположить, что водная поверхность океанов не зависит от тектонического рельефа. Да, это в целом правильно, но и в данном случае всё не так, как нам кажется. В определенных частях поверхность Мирового океана прогибается относительно соседних акваторий; в других частях – поднимается над приграничными акваториями. Данное явление сопряжено, по всей видимости, с влиянием на океаны двух противоположно устремленных видов энергетического воздействия на Землю – силы тяжести и притяжения со стороны Луны и/или Солнца.

Точнее всего форму Земли передает геоид – фигура, у которой поверхность совпадает с усредненной поверхностью океаносферы (в состоянии штиля), мысленно продолженной под материками. Геоид имеет схожие черты со сфероидом, но отличается от последнего тем, что характеризуется неровной поверхностью. Большой вклад в «неправильность» геоида вносит неравномерное распределение масс внутри земного шара.

Для анализа ландшафтных процессов и с позиций физико-географического районирования настоящая форма планеты не имеет принципиального, решающего значения. Для любых исследований природы вполне хватает знаний о том, что Земля пускай и не являет собой идеальный шар, но в любом случае она обладает шарообразной фигурой.

Можно, конечно, в течение долгого времени рассуждать на какие-то умозрительные темы, связанные с формой Земли. Например, что стало бы с нашей планетой, если бы она в процессе геологического и геодезического становления приобрела кубическую форму или пирамидальную, а также коническую, цилиндрическую, параллелепипедную и так далее. Но это всё можно отнести к таким теориям, которые не имеют под собой никакого научного фундамента. Подобные попытки связаны только с тем, что человеческий ум обладает способностью абстрактно мыслить и живо фантазировать, создавая нереальные образы окружающего мира, порою очень завораживающие.

Размеры Земли. Достаточно небольшие по отношению к таким гигантам Солнечной системы, как Юпитер, Сатурн и уж тем более Солнце. Наша планета в сравнении с Солнцем мала в такой же степени, в какой мало зернышко мака относительно апельсина. Другими словами, Земля характеризуется оптимальными габаритами – достаточными для существования человеческого общества и недостаточными для того, чтобы быть еще одним огромным шаром, не имеющим признаков жизни и «безысходно» «блуждающим» вокруг своей звезды.

Земля обладает такими параметрами. Экваториальный радиус – 6 378, 2 км, полярный радиус – 6 356, 9 км. Полярное сжатие, как было сказано выше, объясняется вращением планеты вокруг собственной оси. Разница в 21 км в практическом плане не отражается на правильном функционировании географической оболочки.

Длина экватора – 40 074 км, длина любого меридиана, проведенного через полюса по полной окружности – 40 008 км. Площадь поверхности Земли равна, таким образом, 510 млн. кв. км.

Подводя итоги всего того, что было сказано ранее, следует еще раз заострить внимание на том, что абсолютно все астрономические, геофизические и геодезические качества, которыми характеризуется земной шар, подобраны так, чтобы на нем могли существовать и адекватно функционировать гидросфера, атмосфера, а следовательно, и жизнь.

Строение Земли